revista mvz córdoba 18(2)

EDITORIAL

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3437-3438, 2013.

Emerging zoonosis of a novel avian influenza A (H7N9) Virus. Are we prepared in the neotropics?

Zoonosis emergente por un nuevo virus de influenza aviar (H7N9). ¿Estamos preparados en el neotrópico?

Zoonotic diseases represents a 78% of emerging and reemerging diseases, virus has an important proportion in zoonosis. We are not amazing anymore, we frequently see new virus that suddenly appears producing high morbidity and mortality, and all of them have non-specific treatment to try stopping them. The entire recent virus that came to our modern societies, were original from animals.

The first human infections with a novel avian influenza A (H7N9) virus were described in China in March 2013 (1-3). The virus was detected in poultry (1-3). Many of the people infected (77%) with H7N9 have been reported to have contact with poultry. While mild illness in human cases has been seen, most patients have had severe respiratory illness and some people have died. No cases of H7N9 outside of China have been reported yet. The new H7N9 virus has not been detected in people or birds in the neotropics (1-3).

Human infections with avian influenza occur most commonly after exposure to infected poultry (1-3). Limited person-to-person spread of bird flu is believed to have occurred rarely in the past, most notably with avian influenza A (H5N1). Based on this previous experience with avian influenza A (H5N1), some limited human-to-human spread of this H7N9 virus would not be surprising. Most important, however, is that this transmission not be sustained (1-3).

Another feature interesting of H7N9, is the capability of replicated well in eggs, something not unusual for an avian influenza virus, this allow preparing antigens and a possible candidate vaccines (1). Investigation is going on at CDC to find out about how the virus produces disease and it’s expected to propagate among humans. Findings by using cell cultures and animals models will stipulate information about the difficulty of associated disease, as well as the pathology of the infection (1). Additionally, animal models are used to conduct studies on how the virus spreads. So far these studies, have confirmed that this virus spreads between animals through close contact, which was expected. Studies to conclude whether this virus can be spread in respiratory droplets through the air are continuing (4).

Close contacts of confirmed H7N9 patients are being followed to determine whether any human-to-human spread of H7N9 is occurring. No sustained person-to-person spread of the H7N9 virus has been found at this time. However, influenza viruses constantly change (5) and it is possible that this virus could become able to easily and sustainably spread between people, triggering a pandemic. CDC lately established a diagnostic test before receiving the H7N9 virus isolates using posted genetic sequences on GISAID (1). The novel virus isolate was used to corroborate the sensitivity and specificity of the test. The test has been approved only for consuming in the United States (6).

Regarding the treatment, the H7N9 virus isolated from China seems to be susceptible to the influenza antiviral drugs oseltamivir/tamiflu® and zanamivir/Relenza® (1,5). Laboratory examination at CDC implies that this first virus received on April 2013 was susceptible to neuraminidase inhibitors, the two antiviral drugs presently proposed to treat seasonal flu. Analysis shown the virus would be resistant to the adamantanes, another class of antiviral drugs that are not presently advised for use because the possibility of widespread resistance (1,2).

It is imperative to observe that influenza viruses can become rapidly resistant to influenza antiviral drugs, and if this happens, these drugs may not be fully efficient (1,2). The H7N9 virus identified in China is a new virus and there is a lot to discover about its properties. Furthermore, the virus is still changing (5). While certain mild illness has been informed in H7N9 patients, most have had very severe illness. China is reportedly treating H7N9 cases and commending treatment of their symptomatic contacts with oseltamivir.

3438 REVISTA MVZ CÓRDOBA • Volumen 18(2) Mayo - Agosto 2013

REFERENCES

Since this H7N9 virus is a novel influenza virus with pandemic prospective, the source of the human infections and how this virus spreads is being judiciously studied (2,7). While the research is on going, the current working supposition is that 77% of the people have been infected with the virus after having contact with infected poultry or spoiled environments (2).

China is leading follow-up surveys among close contacts of people infected with H7N9 virus to try to evaluate whether any human-to-human dissemination is happening. According to the Chinese authors (2), more than 1,200 close contacts of the first 82 H7N9 patients were followed for 7 days to see whether they would develop symptoms. While some people have developed flu-like symptoms, all tested negative for H7N9 (2). However, the Chinese article (2) also reports on two small clusters of cases where human-to-human spread could not be ruled out, but it is possible there may have been other animal exposures in those cases as well. The results of China’s investigations to date suggest that if any human-to-human transmission is taking place.

Human infections with avian influenza viruses are rare and most often occur after people are in direct or very close contact with an infected bird or environments contaminated with avian flu virus. The extent of the H7N9 avian outbreak in poultry is still being assessed, but China has reportedly begun culling birds in live markets. Infected birds can shed a lot of flu virus, for example, in their droppings or their mucus. If someone touches an infected bird or an environment contaminated with virus and then touches their eyes, nose or mouth, they may be infected with bird flu virus. There is some evidence that infection may also occur if the flu virus becomes airborne, such as when an infected bird flaps its wings.

On May 2013, the incidence of the disease was fell down brusquely, so far, 137 cases have been notified with a lethality of 28% (8). The dramatically reduction in the human H7N9 cases might have occasioned from containment actions engaged by Chinese authorities, that involving closing live bird markets (7). It is also likely the warm season interrupt the cycle of the virus, because avian influenza viruses have a seasonal pattern (7), perhaps in 2014, when the cold weather returns to China, we shall see new cases.

Finally, we do not know what is going to happen in Latin-American, but the situation is concerned because in the neotropics migratory birds can easily reach our landscapes and spread the virus to domestic and autonomous birds. Here in the neotropics will be more clearly to spread for the tropics climate conditions. So far, in Colombia we are no really prepared to face this zoonotic disease.

Salim Mattar V. Ph.D. Marco González T. M.Sc.

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3439

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3439-3443, 2013.

ORIGINAL

Microbiota of Vibrio sp. in the hepatopancreas of cultured white pacific shrimp (Litopenaeus vannamei)

Vibrio sp., microbiota en el hepatopáncreas del camarón blanco del Pacífico (Litopenaeus vannamei)

Renata Albuquerque C,1,2* Ph.D, Giselle Cristina S,2 M.Sc, Rayza Lima A,1 B.Sc, Edirsana Maria RC,2 M.Sc, Regine Helena SFV,1,2 Ph.D.

1Federal University of Ceará, Fish Engineering Department. Fortaleza-Ceará, Brazil. 2Federal University of Ceará, Sea Sciences Institute. Fortaleza-Ceará, Brazil. *Corresponding author: [email protected]

Recibido: Marzo de 2012; Aceptado: Noviembre de 2012.

ABSTRACT

Objective. The present study aimed to investigate the presence of vibrios in the hepatopancreas of cultured shrimp. Materials and methods. Vibrios from the hepatopancreas of fifteen samples of five specimens each, of apparently healthy Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei) were isolated, identified and quantified. Results. The vibrio density ranged from 430 to 2,400 MPN g-1 (rs MPN cm-1=-0.114; rs MPN g-1 = 0.211). Thirty isolations were obtained, most of which belonged to the species V. cholerae (n=11) and V. parahaemolyticus (n=7). Conclusions. The outcomes of the present study suggest that, even in the absence of symptoms of vibriosis, the microbiota of the hepatopancreas of cultured shrimp may include sucrose positive and negative vibrios. Key words: Hepatopancreas, Vibrio, white shrimp (Source:OED).

RESUMEN

Objetivo. El presente estudio tuvo como objetivo investigar la presencia de vibrios en el hepatopáncreas del camarón de cultivo. Material y métodos. En este estudio, fueron aislados, identificados y cuantificados los vibrios del hepatopáncreas de 75 camarones blancos del Pacífico (Litopenaeus vannamei), aparentemente sanos, oriundos de un cultivo en la región nordeste de Brasil. Quince muestras, cada una consta de cinco camarones, se pusieron a prueba. Resultados. La densidad de Vibrio varió de 430 a 2.400 NMP g-1 (rs NMP cm-1 = -0.114; rs NMP g-1 = 0.211). Treinta aislamientos fueron obtenidos, la mayoría de los cuales pertenecían a la especie V. cholerae (n=11) y V. parahaemolyticus (n=7). Conclusiones. Los hallazgos del presente estudio sugieren que, incluso en ausencia de síntomas de la vibriosis, la microbiota de lo hepatopáncreas del camarón de cultivo puede incluir vibrios sacarosa positivos y negativos.

Palabras clave: Camarón blanco, hepatopáncreas, Vibrio (Fuente:OED).


INTRODUCTION

Vibrios are ubiquitous in marine environments (1), and are part of the natural microbiota of aquatic invertebrates. They may colonize the exoskeleton, gills and intestines of penaeids (2), the hemolymph of crustaceans (3) and the hepatopancreas of shrimp (4).

Vibrio colonization of the digestive tract of aquatic organisms can be beneficial to the host. Sawabe et al (5) suggests that the populations of V. halioticoli present in the intestines of different species of abalone contribute to nourish the host by fermenting algal polysaccharides, converting alginic acid into acetic acid.

However, because vibrio are part of the indigenous microbiota of both marine invertebrates and their environment, and because of the opportunistic character of infections caused by vibrios (6) they represent a permanent potential source of infection for livestock.

According to Sung et al (7), the establishment of vibriosis in cultured shrimp is associated with increased levels of pathogenic vibrios in the environment, though not necessarily for the total vibrio population. V. harveyi, one of the species most frequently implicated in vibriosis, is known to cause severe infections in penaeid livestock (8).

Vibriosis in shrimp farms has also been shown to be related to the vibrio density in the animals’ hepatopancreas. In an analysis of the hepatopancreas and hemolymph of infected shrimp, Soto Rodriguez et al (9) estimated the vibrio density by inducing vibriosis, but vibrio levels have not yet been established for healthy shrimp. Thus, the objective of the present study was to evaluate the vibrio sp., microbiota of apparently healthy shrimp farmed in Ceará (Northeastern Brazil) by isolating, identifying and quantifying (MPN) vibrios found in the hepatopancreas.

MATERIAL AND METHODS

Sampling. The study included 75 adult shrimp (Litopenaeus vannamei) cultured at the Center for Research on Coastal Environments (CEAC/Labomar/UFC) in the state of Ceará, Northeastern Brazil. Sampling was done in May 2009, which corresponds to the rainy season. The water quality conditions measured were: temperature (29°C), pH (6.58) and salinity (15%). The shrimp farmed in tanks were collected with nets and transported live in 30-L containers with culture water. The time from collection to bacteriological analysis did not exceed two hours.

Sample preparation. Thermal shock was used as euthanasia technique by immersion in a mixture of water and ice (6:1) during 10 minutes. The shrimp were washed with 70% (v/v) alcohol and weighed. Then the carapace was opened and the hepatopancreas (HP) was removed with sterilized tweezers. Each sample consisted of HP from five specimens (total: 15 samples) diluted in 0.85% (w/v) saline in a proportion of 1:9 (w/v). Serial decimal dilutions were prepared from 10-1 to 10-4.

Quantification and isolation of vibrios. Vibrios were quantified with the MPN method (MNP.g-1), following the recommendations of Kaysner and DePaola Jr (10). Presumptive tests (PT) were performed with 1 ml of each dilution inoculated in alkaline peptone water (pH 8.5) and incubated at 35°C for 24 hours. For the confirmatory test, aliquots from positive PT tubes were inoculated, spread-plated in duplicates, in thiosulfate citrate bile sucrose (TCBS) agar and incubated at 35°C for 18 hours. The MPN of vibrios was calculated from the critical series resulting from the combination of PT-positive tubes and sucrose-positive and/or negative colonies in TCBS. The corresponding value was read from the table cited by Blodgett (11), multiplied by the average dilution and divided by 100. Results were expressed in MPN g-1. For the purpose of isolation, two sucrose-positive or negative colonies were selected from each sample and seeded in trypticase soy agar (TSA) containing 1% (w/v) NaCl.

Identification of vibrios. Pure colonies isolated in TSA (1% w/v NaCl) were submitted to biochemical identification (12) and morphotype characterization by Gram staining.

Statistical analysis. The relation between variation in MPN g-1 and average sample weight and size was tested with Spearman’s correlation coefficient (rs).

RESULTS

Vibrio density ranged from 430–2,400 MPN g-1 (Table 1), and the higher loads were those determined in the samples with the larger specimens (average weight: 11.7 and 11.4 g). The rs MPN cm-1 was -0.114 and rs MPN g-1 was 0.211 (Table 1).

Out of the five species identified, the most frequent was V. cholerae (n=11; 36.7%), followed by V. parahaemolyticus (n =7; 23.3%), V. neptunius (n= 5; 16.7%), V. xuii (n=4; 3.3%) and V. coralliilyticus (n= 3; 10.0%).

3441Albuquerque - Vibrio in hepatopancreas of Litopenaeus vannamei

DISCUSSION

There was no significant correlation between morphometric parameters (size and weight shrimp) and quantification of Vibrio (rs MPN cm-1=-0.114; rs MPN g-1=0.211) In the present study. The relationship between weight and microbiota of Vibrio in shrimp hepatopancreas has been reported by Soto Rodríguez et al (9). In Shrimp Diseases, the authors cited found that vibrio density in hepatopancreas individuals weighing 8–12 g had a greater bacterial loads than individuals weighing 0.26–4.0 g.

The observation of vibrios in the HP of healthy shrimp (Table 1) confirms the findings of Gomez-Gil et al (4) who studied the natural microbiota in penaeid shrimp with a mean weight of 10.66 g, and concluded that a large variety of vibrios in the HP of healthy shrimps are not necessarily an indication of disease. The authors added that the tissues of L. vannamei display a diversified microbiota, including saccharose-fermenting bacteria in the intestinal tract.

Leãnos et al (13) found similar total vibrio loads in healthy and infected shrimp during a complete 60-day culture cycle. However, sick shrimp presented an increase in luminescent vibrios suggesting that infection involves the multiplication of a specific population of

pathogens. Considering that the HP of healthy shrimp may be colonized by vibrios, the authors proposed a safety level of 104 CFU/HP for the prevention of disease outbreaks during the first 30 days of culture.

The bacterial load in shrimp HP is often quantified by standard plate count (7,13). In contrast, the method used in this study (MPN) does not provide a direct bacterial count, but determines the density of viable microorganisms in the sample and is therefore indicated for samples with an expected bacterial concentration of less than 10 UFC g-1 (14). Thus, the mean vibrio density (9.26x102 MPN g-1) observed in the present study is not comparable to the indexes (1.30 x 104 and 105 CFU g-1) reported by Gomez-Gil et al (4) for vibrios in healthy L. vannamei. The lack of comparability makes it difficult to say whether our MPN g-1 values are high or low.

The presence of V. cholerae in the HP of apparently healthy penaeids matches results published by Suzita et al (15). According to the latter, V. cholerae occurs in salt and brackish water, freely or associated with zooplankton and algae, and may adhere strongly to the digestive tract of marine organisms.

In contrast with these findings, Sung et al (16) failed to isolate V. parahaemolyticus from the HP of asymptomatic shrimp. In any case, colonization by V. parahaemolyticus of the HP of apparently healthy shrimp represents a potential hazard.

Even if V. cholerae and V. parahaemolyticus (represented in this study by 60% of the isolates) were parts of the indigenous microbiota of shrimp HP, both species have been implicated in vibriosis outbreaks on shrimp farms (17). Aside from risk to shrimp culture, the presence of V. choleare and V. parahaemolyticus in seafood have been associated with food borne diseases (18).

On the other hand, vibrio colonization of the HP is not the only possible source of vibriosis in cultured shrimp. Vibrios can penetrate the epithelium and shrimp tissues may be colonized in several different ways, such as via contaminated food or carapace injury (19).

The other vibrios identified in this study, such as V. neptunius and V. xuii, were first described by Thompson et al (20) based on isolates from aquaculture environment (bivalves, fish, rotifers and shrimp). Likewise, the species V. coralliilyticus was described only recently by Ben-Haim et al (21) based on strains isolated from infected coral (Pocillopora damicornis) and larvae of Crassostrea gigas and Nodipecten nodosus. Since some of the

Sample Average size (cm)

Average weight (g) MPN g-1

1 9.3 7.8 930

2 10.4 11.7 2.400

3 9.1 8.1 930

4 9.7 8.3 930

5 8.7 7.7 430

6 9.2 8.4 930

7 8.7 8.6 930

8 10.7 7.8 430

9 9.3 11.4 2.400

10 9.5 8.2 930

11 9.2 7.9 930

12 9.0 6.2 430

13 9.4 7.3 430

14 9.2 7.2 430

15 9.3 7.5 430

Average/S 9.4±0.5 8.3±1.5 926±644.8

rs (MPN cm-1) -0.114

rs (MPN g-1) 0.211

*S: standard deviation. rs: Spearman’s correlation coefficient

Table 1. Most probable number (MPN) of vibrios in the hepatopancreas of shrimp (Litopenaeus vannamei) cultured at the Center for Research on Coastal Environments (CEAC/Labomar/UFC). State of Ceará, Northeastern Brazil.


strains used to describe V. neptunius and V. xuii have also been isolated from marine organisms occurring or farmed in Northeastern Brazil, the presence of these vibrio species in the HP of L. vannamei cultured in Ceará should come as no surprise.

The findings of the present study suggest that, even in the absence of symptoms of vibriosis, the microbiota of the hepatopancreas of cultured shrimp may include sucrose-positive and negative vibrios.

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3443

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Albuquerque - Vibrio in hepatopancreas of Litopenaeus vannamei

3444

ABSTRACT

Objective. Evaluate the effect of increasing P intake on nutrient digestibility, and compare the true and apparent absorption coefficients of P and Ca in lambs. Materials and methods. Twenty-four Santa Ines sheep, with an average weight of 33.6 ± 1.6 kg, were distributed into four treatments (0, 2, 4 and 6 g/day of supplementary P) with forage: concentrate ratio of 70:30. The study of apparent nutrient digestibility was conducted during the first week, using the total feces collection method. During the second week, after injection of 7.4 MBq of 32P and 7.7 MBq of 45Ca, apparent (AAC) and true (TAC) absorption coefficients of P and Ca were determined. The lambs were kept in metabolic cages. Results. The increase in P intake did not affect (p>0.05) dry matter, crude protein, NDF or ADF digestibility, but the TAC of P and Ca and mineral matter digestibility decreased. The AAC was not affected (p=0.10). A cubic relationship was observed between P intake and TAC (TAC=2.16–1.95X+0.55X2-0.04X3; R2=0.38) and linear relationship with the TAC of Ca (TAC=0.559–0.03X; R2=0.26). TAC and AAC values were different (p<0.001). Conclusions. The increase in P intake doesn’t impact organic matter digestibility, but does affect P and Ca absorption. Apparent digestibility is not a reliable parameter to determine the efficiency of P and Ca absorption.

Key words: Absorption, calcium, phosphorus, radioisotopes, ruminants (Source: DeCS).

RESUMEN

Objetivo. Evaluar el efecto del incremento en la ingestión de P sobre la digestibilidad de los nutrientes, y comparar los coeficientes de digestibilidad real y aparente de Ca y P en ovinos. Materiales y métodos. Veinticuatro ovinos de la raza Santa Inés, con 33.6±1.6 kg de peso, fueron asignados a cuatro tratamientos (0, 2, 4 y 6 g/día de P suplementario) con relación forraje:concentrado de 70:30. El estudio de digestibilidad aparente de los nutrientes se realizó la primera semana usando el método de colecta total de heces. La segunda semana, luego de inyectar 7.4 MBq de 32P y 7.7 MBq de 45Ca, se realizó el estudio de absorción real (CAV) y aparente (AAC), en jaulas de estudio de metabolismo. Resultados. El incremento en la ingestión de P no afectó (p>0.05) la digestibilidad

Nutrient absorption in lambs fed diets containing different amounts of phosphorus

Absorción de nutrientes en corderos alimentados con dietas con diferentes cantidades de fósforo

René Patiño P,1* Ph.D, Tanimara Soares da Silva,2 M.Sc, José C. da Silva Filho,3 Ph.D, Mohamed Emad Nasser,4 Ph.D, Dorinha Smith Vitti,2 Ph.D, José A. Moreira,5 Ph.D.

1Universidad de Sucre, Sincelejo, Colombia. Cr. 28 5-267. 2Centro de Energia Nuclear na Agricultura, CENA/USP. Piracicaba, SP. Brasil. CEP 13400-970. 3Universidade Federal de Lavras, UFLA. Lavras, MG. Brasil. CEP 27300-000. 4Alexandria University, Alexandria, Egipt. 5Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal, Brasil. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Octubre de 2011; Aceptado: Junio de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3444-3451, 2013.

ORIGINAL

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aparente de la materia seca, proteína bruta, FDN o FDA. El CAV de Ca y de P y la digestibilidad de la materia mineral presentaron una reducción. EL AAC no fue afectado (p=0.10). La ecuación CAV=2.16–1.95X+0.55X2-0.04X3 (R2 = 0.38) explicó la relación entre el CAV de P y el incremento en su ingestión, y la ecuación TAC=0.559 – 0.03X (R2=0.26), la relación entre el CAV de Ca y la ingestión de P. Los valores de AAC y CAV difirieron entre sí (p<0.001). Conclusiones. La ingestión de P no afectó la digestibilidad de la fracción orgánica del alimento, pero sí la absorción de P y Ca. El coeficiente de absorción aparente no fue un parámetro confiable para determinar la eficiencia de absorción de P y Ca.

Palabras clave: Absorción, calcio, fósforo, radioisótopos, rumiantes (Fuente: DeCS).

INTRODUCTION

Due to the polluting potential of P present in animal feces, many aspects related to the manipulation of dietary phosphates have been tested to define strategies for reducing mineral loss of the environment without negatively affecting animal performance.

In ruminants, the amount of P excreted depends on the amount ingested, the P source, and other factors inherent to the individual, such as the species and physiological stage (1).

The most widely used measurement to determine the efficiency in which a nutrient is absorbed in the gastrointestinal tract is the absorption coefficient, both true and apparent. In ruminants, for some nutritional components of the diet (NDF, ADF), the apparent digestibility coefficient is commonly used, and represents a reliable measure (2). However, for other components (N, P, Ca) this measurement is not the most appropriate for aspects that characterize the physiology and pattern of the endogenous forms of these elements, as happens with P (3). One of the most critical factors which cause controversy regarding the dietary requirement of P in ruminants is the variability of the coefficient of absorption (4). However, the coefficient of apparent absorption is considered when studying or analyzing the efficiency of absorption of that the dietary P (5).

There are only a few published studies (2,5) that evaluate the effect of increasing the P intake on the digestibility of other nutrients in the diet and even fewer comparisons, within the same study, of the coefficients of real and apparent absorption of P when increasing intake of the mineral.

This research was conducted to characterize the relationship between the coefficients of real and apparent absorption of Ca and P, and to assess the effect of the increase in P intake on the digestibility of dietary components in growing sheep.

MATERIALS AND METHODS

Local. The experiment was conducted at the Laboratório de Nutrição Animal (Laboratory of Animal Nutrition) of the Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Center for Nuclear Energy and Agriculture) (CENA), at the Universidade de São Paulo (22o42’47.24’’S and 47o37’53.97’’N), in Piracicaba city, Brazil.

Animals. Twenty-four male Santa Ines sheep, eight months old and 33.6 kg (±1.6) BW were used. The experiment was conducted in two stages. Initially, animals were kept in group pens, divided by treatments, for the adaptation period to the experimental diets during seven days. They were later transferred to metabolism cages, equipped with feces and urine collectors, feeders and drinkers, for two weeks. The study of apparent digestibility of nutrients was conducted during the first week in cages, except for Ca and P which were conducted during the second week, and included the efficiency of both, true and apparent absorption of minerals.

Treatments and diets. The treatments consisted of increasing amounts of supplementary P (dicalcium phosphate with 16% P) in the diet (0, 2, 4 and 6 g/day). The four diets prepared were isocaloric and isoproteic (Table 1). The basal diet (treatment without supplement) was formulated to meet the nutritional requirements of the NRC recommendations (6,7), and the others were formulated to provide higher P and Ca (>0.2% P in DM) levels, than those required. The Ca:P ratio was similar in all treatments with supplementary P (Table 1).

The diet, consisting of concentrate (300 g/day), added with phosphate, and “coast-cross” (Cynodum dactylon L. pers) hay, offered daily in separate feeders. The concentrate was offered in the morning and hay was supplied twice daily (8 am and 5 pm), to allow 10% orts. Food and water intake for each animal was determined daily, considering the difference between supply and rejected feed.

Patiño - Nutrient absorption in lambs fed diets of phpsphorus


Digestibility and laboratory methods. To determine the apparent digestibility of nutrients, the method of total feces collection was used, using the data from samples taken from the second until the seventh day, during the first week in the cages. The feces produced daily were collected in plastic bags adapted to the cages. After removing the bags, the feces were weighed. Later, after homogenization, 10% of the produced quantity was separated and dried at 60oC during 48 hours. Finally, a composite sample was formed for each animal, which was ground and stored for further analysis.

The urine excreted daily was collected in plastic buckets containing 100 ml of 10% sulfuric acid. Aliquots corresponding to 10% of the daily total were stored in plastic vials and stored at -20oC for further analysis.

Supplied feed, daily hay orts and produced feces, dry matter (DM), mineral matter (MM), organic matter (OM), ether extract (EE) and crude protein (CP) were determined (8) from samples of the feed ingredients. Neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) were determined using amylase and correcting for ash (9).

The hay samples (offered and orts) and concentrate were initially incinerated (500oC), during eight hours, for determination of inorganic

P. After HCl digestion, samples were filtered and the volume was completed to 100 ml. Subsequently, the determination of P was performed in the sample using a spectrophotometer, through the colorimetric method vanadate-molybdate (10). The Ca content was determined by atomic absorption spectrometry (11).

To determine the P content in dicalcium phosphate, 1 g of sample was digested by adding 30 ml nitric acid and 5 ml of hydrochloric acid for later determination of P through the vanadate-molybdate method (11).

The coefficients of apparent digestibility of DM, OM, CP, MM, NDF and ADF were evaluated. In the specific case of P and Ca, apparent (AAC) and true (TAC) absorption coefficients were calculated and compared. The AAC was calculated as follows:

AAC(P or Ca) = (mineral intake – excreted mineral)/mineral intake

To determine TAC of P and Ca, it was necessary to calculate endogenous feces loss for both elements, as indicated below.

N, P and Ca retention were also calculated:

Retention = mineral intake – (mineral in feces + mineral in urine)

The urine produced daily, with 100 ml of 10% H2SO4 was measured, and 10% of it was collected for N content determination (8).

On the seventh day that the animals were in cages, a radioactive solution of 32P (Na2H32PO4), obtained from the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Institute of Energy and Nuclear Research), was prepared. The carrier free, radiolabeled sodium phosphate was diluted in 11.2 ml of 0.85% sodium chloride sterile solution, by preparing the solution to be injected into the animals. In that order, each animal received 7.4 MBq of 32P in 0.5 ml of solution. Simultaneously, following the same methodology, a solution of 45CaCl was also prepared (7.7 MBq of 45Ca per dose).

On the eighth day, in the morning, the prepared doses of 32P and 45Ca were injected separately into the animals through the right jugular vein. Blood samples were collected five minutes after injection, and then, every 24 hours over seven days. The blood was centrifuged at 1100 × g for ten minutes, at 20oC, to separate the plasma. Samples of 1 ml of plasma were mixed with 9 ml of trichloroacetic acid (10%) for protein

Ingredient1, %

Supplementary P (g/d)

0 2 4 6

Coast Cross hay 71.6 70.6 69.7 68.8

Cassava meal 18.8 18.5 18.3 18.1

Soybean meal 5.7 5.6 5.6 5.5

Molasses 1.2 1.2 1.2 1.2

Urea 1.7 1.7 1.7 1.6

Dicalcium phosphate 0 1.3 2.6 3.9

Mineral moisture* 1.0 1.0 1.0 1.0

Composition2, %

TDN 50.9 50.3 49.6 49.0

CP 11.9 11.7 11.5 11.4

EE 1.7 1.6 1.6 1.6

MM 7.2 8.5 9.7 10.8

NDF 59.3 58.6 57.8 57.0

ADF 32.6 32.2 31.7 31.3

P 0.16 0.37 0.58 0.79

Ca 0.35 0.65 0.96 1.25

1Wet basis; 2Dry basis; TDN=91.023 – 0.572(NDF,%) (7).*Composition: Cl, 219 mg/g; Na, 145 mg/g; S, 70 mg/g; Mg, 10 mg/g; Zn, 4.6 mg/g; Mn, 1.1 mg/g; Fe, 0.50 mg/g; Cu, 0.30 mg/g; I, 80 mg/kg; Co, 40 mg/kg; e Se, 15 mg/kg.

Table 1. Constitution and chemical composition of diets in different amounts of supplementary phosphorus (P).

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precipitation. After ten minutes, the material was centrifuged at 1100 × g and the supernatant was separated for P analysis through colorimetry (12) and Ca analysis through atomic absorption spectrophotometry (11).

From the 24th hour after the injection of radioisotopes, up to eight days, feces and urine produced daily, were collected and formed samples corresponding to 10% of the total. An aliquot of 1 g of feces was placed in a furnace for drying and then burned in the oven (500oC). Later, the digestion of ash with 5 ml of concentrated hydrochloric acid and the reading of P by colorimetry (10) and Ca by atomic absorption spectrophotometry were done (11). The contents of inorganic P (12) and Ca (11) in urine were determined.

The radioactivity detection for P and Ca, from plasma and feces samples, was made by Cerenkov effect, using the liquid scintillation method (13) in a liquid scintillation spectrophotometer (Beckman LS 5000 - TA).

The P and Ca percentages from endogenous origins in the feces were calculated using the isotope dilution technique (14), which considers the specific activity in feces (SAF) and plasma (SAP):

Endogenous fecal P or Ca (%) = (SAF/SAP) × 100SAF = [(Sample activity/Standard activity)]/(mg of mineral/g feces)

SAP = [(Sample activity/Standard activity)]/(mg of mineral/ml plasma)

Endogenous fecal loss (g/d) – excreted mineral (g) × % endogenous mineral

The value of endogenous P and Ca in the feces was used to calculate the true absorption coefficient (TAC):

TAC (P or Ca) = [mineral intake – (mineral in feces – endogenous mineral in feces)]/ mineral intake

Ethics Committee. After seven days of collection, the lambs were slaughtered according to the procedures of the Ethics Committee on Animal Experimentation of CENA. The carcasses were taken to a warehouse built under the supervision of the Radiological Protection Service of CENA.

Experimental design and statistical analysis. A randomized block design was used. Variance analysis was performed considering the effect of the following sources of variation: block (two

groups), level of supplemental P and error. In the model, the sum of squares for the P content factor in the diet was divided to test linear, quadratic and cubic effects, with one degree of freedom in each contrast. Correlation analysis was performed. In the case of significant effect of P level, regression was performed, using the absolute values of the average intake for each level of supplementation. The comparison of true and apparent absorption coefficient values of P was performed using the t test (p<0.05). The statistical analysis of the data was performed using the GLM functions and correlation of SPSS version 12 software for Windows. In the result tables, in some cases, the P value of cubic contrast was not shown as it was not significant (p>0.05).

RESULTS

The increase in supplementation levels with dicalcium phosphate resulted in an increase (p<0.001) in P intake (Table 2).

Variables1Supplementary P (g/d)

ME C P0 2 4 6

P intake (g/d) 1.47 3.53 5.52 7.47 0.02 L ***

Ca intake (g/d) 3.75 7.19 10.56 13.64 0.05 L ***

P excreted (g/d) 1.10 3.19 4.47 6.90 0.115 L ***

Ca excreted (g/d) 2.49 5.76 7.76 7.53 0.251 L ***

DM intake (kg/d) 0.926 0.961 0.985 0.90 0.024 - ns

AAC of DM 0.59 0.61 0.57 0.57 0.005 - ns

AAC of CP 0.64 0.65 0.62 0.64 0.006 - ns

AAC of OM 0.61 0.63 0.59 0.61 0.006 - ns

AAC of MM 0.27 0.12 -0.11 -0.36 0.012 L ***

AAC of NDF 0.46 0.49 0.47 0.51 0.007 - ns

AAC of ADF 0.45 0.49 0.44 0.43 0.014 - ns

AAC of P 0.24 0.01 0.22 0.12 0.026 - ns

AAC of Ca 0.34 0.20 0.26 0.11 0.025 - ns

TAC of P 0.66 0.55 0.64 0.45 0.027 C *

TAC of Ca 0.55 0.38 0.42 0.26 0.027 L **

N retained (g/d) 1.63 3.34 2.88 3.34 1.1 - ns

P retained (g/d) 0.37 0.34 1.05 0.57 0.14 - ns

Ca retained (g/d) 1.16 1.28 2.70 1.44 0.252 - ns

Water intake (l/d) 2.48 2.63 2.64 2.76 0.07 - ns

1DM(Dry matter); CP(Crude protein); OM(organic matter); MM(Mineral matter); NDF(Neutral detergent fiber) and ADF(Acid detergent fiber).ME:Mean standard error.C:Cont= L:(Linear), Q:(quadratic) and C:(Cubic) contrastP value of contrast: *(p<0.05); **(p<0.01); ***(p<0.001)

Table 2. Means of intake (DM, P, Ca), apparent absorption coefficient (AAC) of nutrients, true absorption coefficient (TAC) of P and Ca, and retention (N, P, Ca) in lambs supplemented with different amounts of P.



The regression models that explain the variables with significant contrast are shown in table 3.

The P content in plasma, which was influenced by treatments (6.66, 7.92, 8.78 and 9.02 mg/100 ml in the levels of 0, 2, 4 and 6 g/d of supplementary P), was correlated (0.51, p<0.01) with the true amount of P absorbed. A significant correlation (0.51, p<0.001) was also observed between P content in plasma and P amount present in feces.

Despite the correlation (0.55; p<0.05) between AAC and TAC values for P (Figure 1), they were different (p<0.001). The average values were 0.17 and 0.56 for AAC and TAC, respectively.

Variable Regression R2

Ca intake (g/d) Ca Intake = 1.145 + 1.624 × P intake 0.99

P excreted (g/d) P excreted (g/d) = -0.21 + 0.91 × P intake 0.91

Ca excreted (g/d) Ca excreted (g/d) = 0.586 + 1.362 × P intake 0.89

AAC of MM AAC of MM = 0.46 – 0.108 × P intake 0.84

TAC of P TAC of P = 2.16 – (1.95 × P intake) + 0.55 × (P intake)2 -0.04 × (P intake)3 0.38

TAC of Ca TAC of Ca = 0.559 – 0.03 × P intake 0.26

Table 3. Prediction equations of differents variables of Ca and P and digestibility in lambs as a function of P intake

There were no effects (p>0.05) in P intake from DM intake (Table 2), which had an average value of 0.943 kg/d (2.8% BW). The concentrate supplied daily (300 g/day), which was added with the phosphate, did not present orts during the experimental period, indicating that the mineral source was consumed completely in all animals.

The apparent digestibility coefficients of DM, OM, CP, NDF and ADF (Table 2), which showed average values of 0.59±0.02, 0.61±0.03, 0.64±0.03, 0.48±0.04 and 0.45±0.07, respectively, were not affected by the treatments (p>0.05). However, the digestibility of the mineral fraction in the diet, which was affected by treatments (p<0.001), had a 56% decrease when the P intake went from 1.47 to 3.53 g/d, and 69% between intake levels of 5.52 and 7.47 g/d.

Water intake (Table 2) was not affected by treatments (p=0.665). The relationship between water and DM intake was 2.7:1 in the first three levels of supplementation. On the highest level of supplementation, (6 g/d) the ratio was 3:1.

The apparent absorption coefficient (AAC) of P was not affected by treatments (p>0.05), different from that observed for the coefficient of true absorption (TAC), which was linearly influenced (p=0.015) by the increase in P intake (Table 2).

The relationship between P intake and TAC of the mineral can be observed in table 3. The most accentuated decrease (17%) in the efficiency of P absorption occurred after ingestion of 5 g/d of P. Between the lowest intake level and intake of 5 g/d of P the decrease was 9%.

Figure 1. Observed values of true absorption coefficients (TAC) and apparent absorption coefficient (AAC) of P in lambs supplemented with different amounts of P.

P retention was not affected (p>0.05) by the increase in P intake (Table 2) and presented positive values.

Similar results were observed in Ca, in relation to AAC and TAC values, where the average values of AAC and TAC were, also, different (p<0.001), despite the correlation (0.56; p=0.005) between them (Figure 2).

Figure 2. Observed values of true absorption coefficients (TAC) and apparent absorption coefficient (AAC) of Ca in lambs supplemented with different amounts of P.

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The efficiency of Ca absorption decreased linearly (p=0.01) as the level of P and Ca increased in the diet (Table 3); with a decrease of 0.03 points in the absorption efficiency for each 1 g of ingested P.

The retention of N, P and Ca (Table 2) were also not affected (p>0.05) by the P content in the diet, and its values were not correlated (p>0.05). The retention values were positive in all treatments.

DISCUSSION

In relation to the apparent digestibility of the mineral fraction (MM) the fact that this coefficient of digestibility is apparent should be considered, and therefore, it does not consider the endogenous loss of minerals in feces, so it is possible to obtain negative values.

Dry matter digestibility was not affected in this study (p>0.05), which coincides with other studies that only detected a decrease when phosphorus deficiency was severe in goats (15).

Although there are not many studies that evaluate the digestibility of nutrients when providing different amounts of P, there is evidence that indicates that organic matter (OM) digestibility is usually not affected, if there is no P deficit (15,16). On the contrary to what happened in the present study, the authors found that the coefficient of absorption of the NDF fraction (50% of the diet) in adult sheep (38-43 kg) was affected (p<0.05) by variations in the P levels (up to 8 g P/day). The coefficients observed, were between 0.47 and 0.49, similar to those found in this study (between 0.46 and 0.51).

The digestibility coefficient of OM, with an average of 0.61±0.028, was similar to that found by Coneglian et al (16) in steers, with an average value of 0.66.

The lower efficiency of P absorption corresponded to a higher P intake, indicating that the absorption tends to decrease with the increase of P in the diet.

The decrease in true absorption efficiency could indicate that the two pathways that determine P absorption in the intestine (transcellular and paracellular) were being affected.

Results obtained for P plasma levels suggest the presence of homeostatic mechanisms. Considering the results of Williams and Luca (17), the effect of 1.25-(OH)2D3 disappeared in the presence of high levels of phosphate in

the intestine, it is possible that the increase in plasmatic concentration of P was the main cause for the decreased levels of 1.25-(OH)2D3 and consequently, for the decrease in the efficiency of P absorption by the intestine. Muscher et al (18) indicated that other substances, in addition to 1.25-(OH)2D3 could be participating in the process of P absorption. However, the variables in this study do not indicate accurately the mechanisms that negatively influenced the absorption of P. It was evident that the AAC significantly underestimated the real efficiency of P absorption in the diet (Figure 2), as indicated by Bravo et al (3). Thus, the apparent absorption coefficient does not appear to be a good indicator to make conclusions about availability of P in the diet.

The values for TAC of P observed in this study (0.45 to 0.66) were lower than the value set by the CSIRO (19) of 0.70 for all physiological phases. The NRC (6) recommends a coefficient of 0.60 to calculate the dietary requirement of P in sheep during maintenance, lactation and pregnancy, and of 0.72 in growing sheep. According to this recommendation, except for the coefficient of 0.45 in the diet with the highest content of P, the values were closer to those indicated for maintenance.

Portillo et al (14), using the isotopic dilution technique with 32P, found a higher TAC than those found in this study, for lambs with 22 kg BW. The lowest coefficient (diet with no addition of phosphate) was 0.58. In other diets, the coefficients were between 0.67 and 0.72. The physiological stage could be one of the causes of the differences between the studies. Underwood and Suttle (20) had already shown that young animals are more efficient in P absorption than mature animals. Therefore, it is controversial that some committees consider constant coefficients of absorption for all animal categories to define the amount of P to be ingested.

Using the equation described by NRC (6) and CSIRO (19) to determine the P ingestion, the consumption for these animals should be around 1.6 g/d. Considering the efficiency of P absorption in the lower intake level could indicate that this diet was slightly deficient in the element.

In relation to P Balance, Portillo et al (14), evaluated the intake levels of P, in Santa Ines lambs with 22 kg BW, and observed that for the lower intake levels (0 and 1.5 g of supplemental P) retention was negative, and the for the higher intake levels (3 and 4.5 g of supplemental P) it was positive, with a linear increase in P retention with increasing intake. Considering these results,



it is possible to conclude that there is a difference in relation to P balance between individuals in different growth stages. The authors explained the linear increase in P retention due to the requirements for growing animals at that specific age. Regarding the coefficients of absorption of Ca, a similar situation occurred to that of P.

Pfeffer et al (21) observed that in most studies that used P and Ca isotopes simultaneously, the values for TAC were higher for P than for Ca. Analyzing how each mineral was affected by the increased intake, it is clear that the mobilization of these minerals through the intestinal epithelium was not fully linked, because the trans-membrane transport systems were differently affected by the hormones involved in the homeostatic processes (17).

A constant value of 0.68 for the coefficient of absorption of Ca, for cattle and sheep of all ages, is considered by CSIRO (19) to calculate the dietary requirement of Ca. The NRC (6) adopted the same previous value (0.68) for growing sheep, regardless of age, and a coefficient of 0.40 for animals at a maintenance level. The TAC value for Ca obtained at the lowest P level in the diet (0.55) is closer to the one indicated by Roque et al (22) of 0.62 in lambs supplemented with limestone.

If we consider the indications of other authors (23-27) in relation to the coefficients of absorption of Ca and P, there are still aspects that could cause differences in the determination of dietary requirements.

This indicates that in the case of P and Ca, the excretion of these minerals increased as the intake of the elements increased, which partially explains what happened to the retention of P and Ca, which showed no changes between treatments. Absence of correlation between N, P and Ca balance values indicate that there was no link between the factors that determined the retention of these elements, as reported by Block et al (4).

In conclusion, the increase in P intake does not affect the efficiency in which the components of the organic fraction of the diet were absorbed in the gastrointestinal tract. But, in the case of phosphorus, when the intake exceeds five grams a day, the coefficient of real absorption decreases by 17%. Under the conditions of this study, the coefficient of apparent absorption for both P and Ca is not a reliable parameter to determine the efficiency in which dietary Ca and P were absorbed. Therefore, when it is not feasible to use markers such as 32P or 45Ca, either balance or retention of these minerals, should be considered to infer variations in dietary Ca and P.

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RESUMEN

Objetivo. Evaluar comparativamente el efecto de la suplementación del alimento balanceado comercial (ABC) con follaje de mataratón (Gliricidia sepium) y cachaza de palma aceitera (Elaeis guineensis) en la composición bromatológica de la carne de conejo. Materiales y métodos. Las muestras de carne estudiadas en el presente trabajo, provienen de una investigación previa con un diseño experimental de bloques al azar con tres tratamientos (dietas) y tres repeticiones (bloques) con muestreo de tres réplicas por repetición, donde se utilizaron 27 conejos machos mestizos durante el período postdestete divididos en tres tratamientos: uno control (T0), alimentados sólo con ABC, y dos suplementados con mataratón y cachaza de palma aceitera en proporciones de 30 y 10% (T1), y 10 y 30% (T2), respectivamente, a manera de comparar el efecto de las dietas en el valor nutricional. Resultados. Las muestras de carne provenientes de los diferentes animales en tratamiento, se evaluaron encontrando que la suplementación no afectó significativamente la composición bromatológica (p>0.05) para el contenido de humedad (70.77 a 72.42%), proteínas (19.08 a 20.34%), cenizas (1.53 a 1.68%) y lípidos (6.48 a 7.23%); indicando que indistintamente de la dieta empleada, suplementando el ABC con mataratón/fibra de palma o no, las carnes de conejo obtenidas son nutricionalmente idénticas como alimento. Conclusiones. Con base en los resultados, se sugiere que el follaje de mataratón y la fibra de palma aceitera podrían constituir una alternativa como recursos agronómicos tropicales en la producción de carne de conejo para el consumo humano.

Palabras clave: Alimentación suplementaria, análisis de alimentos, carne, conejos (Fuente:CAB).

Composición bromatológica de la carne de conejos suplementados con mataratón y cachaza de palma

aceitera

Bromatological composition of rabbit meat supplemented with mataraton and palm-press fiber

Auristela Malavé A,1* Ph.D, Luis Córdova R,2 Lic, Arlene García R,1 TSU, Jesús Méndez N,3 M.Sc.

1Universidad de Oriente, Laboratorios de Investigación “Campus Juanico”, Maturín. 2Universidad de Oriente, Programa de Tecnología de Alimentos, Escuela de Zootecnia, “Campus Los Guaritos”.

3Universidad de Oriente, Departamento de Agronomía, Escuela de Ingeniería Agronómica, “Campus Los Guaritos”, Maturín, Venezuela. *Correspondencia: [email protected].

Recibido: Mayo de 2012; Aceptado: Diciembre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3452-3458, 2013.

ORIGINAL

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ABSTRACT

Objective. Comparatively evaluate the effect of supplementing commercial balanced feed (BCF) with mataratón (Gliricidia sepium) foliage and palm-press fiber (Elaeis guineensis) on the bromatologic composition of rabbit meat. Materials and methods. The meat samples studied came from a previous research which used a randomized block design with three treatments (diets) and three replications (blocks) with three replays by replication sampling where 27 hybrid male rabbits during their post weaning growth period, were used in three treatments: control (T0), animals supplied only with BCF, and two supplemented treatments with mataratón foliage and palm-press fiber at 30 and 10% (T1), and 10 and 30% (T2) proportions, respectively, in order to compare the nutritional value of the different diets. Results. The evaluation of meat samples from different animals in the treatments showed that the bromatological composition of the meat was not significantly affected by the supplementation (p>0.05) for humidity (70.77 to 72.42%), protein (19.08 to 20.34%), ash (1.53 to 1.68%), and lipid (6.48 to 7.23%) contents; indicating that, regardless of the diet used, supplementing CBF with mataraton/palm-press fiber or not, the rabbit meats obtained are nutritionally identical. Conclusions. Based on the results, it is suggested that the foliage of mataraton and palm-press fiber may be an alternative, as a tropical agronomic resource, in the rabbit meat production for human consumption.

Key words: Food analysis, meat, rabbits, supplementary feeding (Source:CAB).

INTRODUCCIÓN

Hoy en día, está bien establecido que una alimentación adecuada desempeña un importante papel tanto en el mantenimiento de la salud como en la prevención de las enfermedades, lográndose progresos en la implementación de óptimas estrategias dietéticas (1-3). En este sentido, es necesaria no sólo la búsqueda de nuevas fuentes de alimentos para el consumo humano; sino además, es indispensable conocer la calidad nutricional de las mismas para su posible producción a gran escala.

A lo largo de los años, la carne ha constituido uno de los principales alimentos proveedores de nutrientes tales como proteínas, lípidos, vitaminas, entre otros. Sin embargo, hoy en día existen controversias con respecto a su rol nutricional, debido a que los consumidores consideran que su ingesta en cantidades elevadas está correlacionada con problemas de salud, como obesidad y enfermedades cardiovasculares, por lo que han reducido su consumo (4). Por tanto, muchas personas tienden a modificar su estilo de vida en función de explorar nuevos hábitos dietéticos saludables donde las carnes blancas constituyen una elección favorable, dentro de las cuales la carne de conejo (Oryctolagus cuniculus) se destaca como una valiosa alternativa dietética a nivel nutricional y saludable (5-7).

Durante la última década, las características nutricionales de la carne de conejo han sido evaluadas por diferentes autores a fin de resaltar sus grandes bondades como componente de la dieta (8-10). Con respecto a las carnes rojas

y blancas, la carne de conejo es una carne blanca de buen sabor, fácil digestión, con niveles elevados en proteínas y bajos en colesterol, sodio y lípidos con mayor proporción de ácidos grasos insaturados (11), con un valor energético similar al de raciones de las diferentes carnes rojas consumidas comúnmente (12). Adicionalmente, existen estudios relacionados con el alto valor de sus proteínas, como fuente de aminoácidos esenciales (6,7), y con sus propiedades sensoriales que incluyen sabor, textura y color (10,12). Otra de sus características ofrecida a los consumidores, es que no contiene ácido úrico siendo una carne baja en purinas (13). No obstante, a pesar de todas estas cualidades beneficiosas de la carne de conejo, hasta ahora en muchos países sigue siendo deficiente la información que la catalogan como uno de los alimentos de gran interés tanto en la nutrición como en la salud humana (5,6,14).

A lo largo de los últimos años, la incorporación de nuevas alternativas agronómicas por cultivos mejor adaptados al medio, que no son requeridos para la alimentación humana, ha ganado gran atención como recursos utilizables en la alimentación animal y adecuadas a condiciones locales en muchos países del mundo con el fin de abaratar costos, diversificar las opciones alimenticias, desarrollar nuevas alternativas y principalmente mejorar la calidad nutricional de los animales de consumo humano y generar a su vez patrones de producción ajustados a la realidad social y económica de cualquier entorno (15,16), donde la producción de conejo resulta

Malavé - Composición bromatológica de la carne de conejo


acorde por sus características fisiológicas y hábitos alimenticios que permiten adicionar en su dieta una gran variedad de recursos vegetales ya utilizados en otras especies de animales (17).

A pesar de todas las ventajas mencionadas y siendo el conejo productor potencial de carne a bajo costo con características de alto valor zootécnico como alta conversión alimenticia, animal porlífero de rápido crecimiento, facilidad de manejo y área de producción reducida; además de la textura, suavidad y sabor de su carne con niveles de proteínas adecuados a precios accesibles para el consumidor de escasos recursos económicos y aunado las potencialidades agronómicas ofrecidas por las regiones tropicales y subtropicales del mundo tales como Venezuela, la producción cunícola ha sido muy poco explotada.

De allí entonces, se hace necesaria la búsqueda de insumos que permitan establecer estrategias de alimentación no convencionales para la cunicultura, tales como follaje de mataratón (Gliricidia sepium) y fibra (cachaza o palmiste) de palma aceitera (Elaeis guineensis). El mataratón es una leguminosa arbustiva tropical que ofrece follaje fresco o deshidratado, con aportes importantes en la alimentación animal que incluyen proteínas (20.64-28.31%), extracto etéreo (2.93-4.80%) y cenizas (8.88-7.40%) con minerales tales como Ca, Mg, Zn, Mn, P, K y Fe (18). La cachaza de palma es el residuo sólido del prensado luego de la extracción del aceite de los frutos, cuyo aporte aproximado es de 5.3% en proteínas, 23.1% en grasa, 15.1% en fibra y 1.9% en cenizas (19). Ambos recursos han sido utilizados en la alimentación animal de monogástricos y son promisorios como suplemento en la elaboración de bloques multinutricionales (BMN) para la producción cunícola.

Con base en lo expuesto, el propósito del presente trabajo engloba estudiar comparativamente el valor nutricional de la carne de conejos alimentados con dietas suplementadas con follaje de mataratón y cachaza de palma aceitera, como recursos vegetales no comestibles por el hombre, con el fin de obtener datos relacionados con la composición bromatológica de este tipo de carne, prácticamente inexistentes en Venezuela, los cuales servirán para divulgar sus características nutricionales como alimento en pro de fomentar sus beneficios hacia una cultura de consumo que incentive una mayor producción de esta especie aprovechando estos recursos agronómicos locales.

MATERIALES Y MÉTODOS

Sitio de estudio y animales. Las muestras de carne analizadas en el presente estudio provienen de una investigación previa desarrollada en la Unidad cunícola del Fundo San Gregorio, Sector San Agustín vía El Barril, Parroquia La Pica, Municipio Maturín, Estado Monagas, Venezuela; ubicada a una altitud de 32 msnm con las coordenadas entre 9°44’30.77” latitud Norte y 63°3’2.55” longitud Oeste; con clima ligeramente húmedo y cálido, con temperatura promedio de 28ºC, que varía de 23 a 35ºC, precipitación anual de 1340 mm con una distribución unimodal, evaporación de 1650 mm y humedad relativa media entre 67 y 85% durante todo el año (20).

Diseño experimental. Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar con tres tratamientos (dietas) y tres repeticiones (bloques) con muestreo de tres réplicas por repetición con un lote de 27 conejos machos mestizos (California y Nueva Zelanda) nacidos en el mes de diciembre del año 2010 con poca diferencia de días.

Luego del destete, con edades entre 30 y 34 (DE = 1.68) días, los animales se asignaron al azar en grupos de tres por jaula, elevadas a una altura aproximada de 50 cm desde el suelo, conformando un total de nueve unidades experimentales, donde se les suministró el ABC y los bloques multinutricionales (BMN) de 300 g suplementados con mataratón (Gliricidia sepium) y cachaza de palma aceitera (Elaeis guineensis), formulados de acuerdo con la tabla 1.

Tabla 1. Formulación de los BMN utilizados.Ingrediente BMN1 BMN2

Melaza 40% 40%

Minerales 10% 10%

Cal viva 5% 5%

Heno 5% 5%

Mataratón 30% 10%

Cachaza 10% 30%

Durante el período comprendido entre los meses de enero y febrero del 2011, los animales se sometieron a las siguientes dietas (Tabla 2):

Tratamiento control (T0). En base al alimento balanceado comercial (ABC) sin suplementación.

Tratamiento 1 (T1). En base al ABC suplementado 30% con mataratón y 10% con cachaza de palma aceitera.

Tratamiento 2 (T2). En base al ABC suplementado 10% con mataratón y 30% con cachaza.

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Toma y conservación de muestras. Los tratamientos dietéticos de los animales concluyeron a las 11 semanas de edad con el subsecuente sacrificio de los mismos. Posterior al sacrificio, con un cuchillo de acero inoxidable las canales de cada animal se dividieron en mitades iguales, refrigeradas y luego transportadas al laboratorio para los análisis correspondientes.

Análisis de laboratorio. Todos los análisis se realizaron en los Laboratorios de Investigación del “Campus Juanico” perteneciente al Núcleo de Monagas de la Universidad de Oriente con sede en Maturín. Para este propósito, a las distintas media canal de cada animal se le extrajo el correspondiente soporte óseo, la grasa perirrenal y la subcutánea antes de la homogeneización de las diferentes muestras de carne con una picadora moulinex previo a la evaluación bromatológica, por triplicado a cada una de las réplicas, siguiendo las metodologías propuestas por la AOAC (21). Para la determinación de humedad se utilizó una estufa convencional a una temperatura de 102°C por 24 horas. Las cenizas se determinaron con una mufla a una temperatura de 550°C por un período de 4 horas. La determinación de proteínas se realizó por micro Kjeldahl y para los lípidos se empleó un soxhlet con una mezcla cloroformo/metanol 2:1 (v/v) como extractor para análisis gravimétrico (22).

Análisis de los resultados. Los datos obtenidos se estudiaron estadísticamente mediante un análisis de varianza, para determinar la existencia de diferencias significativas, con el programa Statistix versión 8.0 (23).

RESULTADOS

Debido al deceso de uno de los animales del total de 27, previo a la conclusión de los tratamientos dietéticos, los resultados están basados para los 26 conejos restantes, a manera de dilucidar la influencia de la suplementación en el estatus nutricional de la carne de los mismos. Luego de una evaluación de las diferentes muestras de carne, basada en la determinación de sus características bromatológicas (humedad, cenizas, proteínas y lípidos) y de acuerdo al

Tabla 2. Composición de las dietas utilizadas en la alimentación de los conejos.

PARÁMETRO T0 (%) T1 (%) T2 (%)Humedad 10.60 10.34 10.41

Proteína 14.75 10.76 07.75

Fibra 16.62 10.17 13.70

Grasa 05.64 01.40 01.85

Cenizas 14.04 24.18 24.48

Carbohidratos 48.95 53.49 52.22

análisis de varianza para el promedio de tres réplicas por repetición, se encontró que las carnes provenientes de los conejos en estudio no presentaron diferencias significativas (p>0.05); cuyos resultados, mostrados en la tabla 3, corresponden al promedio general de todos los tratamientos con su respectiva desviación estándar (DE).

Tabla 3. Bromatología de las canales de los conejos.Parámetro Proximal % masa (promedio ± DE)

Humedad Cenizas Proteínas Lípidos71.77 ± 2.03 1.62 ± 0.19 19.67 ± 1.14 6.94 ± 1.74

De acuerdo con los resultados mostrados en la tabla 3, las carnes tienen una composición bromatológica con niveles de humedad entre 70.77 y 72.42%, proteínas entre 19.08 y 20.34%, cenizas entre 1.53 y 1.68% y lípidos entre 6.48 y 7.23%.

DISCUSIÓN

Dado que en Venezuela no existe información relacionada con los parámetros evaluados en el presente trabajo, la discusión se basará en reportes para experimentos llevados a cabo en otras latitudes del mundo. Como se mencionó anteriormente en los resultados, con base en el análisis de varianza, se encontró que la suplementación no afectó significativamente la composición bromatológica de las carnes provenientes de los conejos en estudio; por lo tanto, se puede inferir que estas carnes son nutricionalmente idénticas como alimento para el consumo humano, indistintamente de la dieta a base del ABC solo o suplementado con mataratón/cachaza de palma aceitera, lo cual los hace adecuados como recursos agronómicos de suplementación dietética para la cunicultura, con un posible ahorro en los costos de producción.

Humedad. Con base en diferentes estudios realizados, algunos autores refieren que la composición de la carne está estrechamente relacionada con la edad del animal observándose que la humedad disminuye con el aumento de la edad (7); por tanto, la edad de los animales no fue un factor de variabilidad para este parámetro, ya que los animales estudiados poseían edades similares. Los valores de humedad obtenidos son similares a los reportados por Gašperlin et al (24), para animales entre 77 y 90 días, con porcentajes alrededor de 72.7% para el mismo músculo; y son un poco más bajos que la mayoría de los reportes con valores aproximados de 74.30% (25), 74.36% (26) 75.07% (7),



75.56% (27). Entre los estudios más recientes se puede destacar el de Meineri et al (25), quienes utilizaron las semillas de chía (Salvia hispanica L.) como suplemento de las dietas, en 10% y 15%, obteniéndose carnes con calidad similar al control. Simonová et al (7) obtuvieron resultados parecidos al utilizar una suplementación con fitoaditivos tales como orégano.

Cenizas. De acuerdo a los resultados de la tabla 3, los valores de cenizas obtenidos en este estudio superan la gran mayoría de los reportes más recientes de algunos autores, quienes encontraron contenidos entre 1.07 y 1.43% (7,25,26). Las cenizas representan el contenido relativo de minerales que pueden incluir cualquiera de los iones esenciales para los humanos; haciendo posible decir, que las carnes de la presente investigación tienen un aporte nutricional suficiente con respecto al suministro de minerales.

Proteínas. Los resultados obtenidos para el contenido de proteínas en este estudio, son similares a los reportados por Vieira De Sousa (27) y Dalle Zotte (12) de 19.37 y 20.05% respectivamente; siendo a su vez un poco menor a los presentados por Cury et al (28), 20.95, Pascual et al (26), 20.96%, Ariño (29), 21.00%, Simonová et al (7), 21.53%, Gašperlin et al (24), 22.15% y Meineri et al (25), 22.33%; lo cual podría ser debido a las diferencias en la edad o pesos de los animales estudiados por estos autores. Si se estudian los pesos individualmente, se puede observar que los animales con peso desde 2.10 a 2.20 Kg reportan una menor cantidad de proteína con respecto a los que poseen pesos superiores a los 2.25 Kg, como se muestra en la tabla 4 (20).

Tabla 4. Peso de los conejos y contenido de proteínas de las canales por tratamiento.

Control (T0) Tratamiento 1 (T1) Tratamiento 2 (T2)Kg % Proteínas Kg % Proteínas Kg % Proteínas

2.46 21.04 2.40 17.55 2.44 21.25

2.39 21.19 2.40 17.04 2.44 20.96

2.37 20.71 2.17 19.10 2.44 20.09

2.28 19.19 2.17 20.50 2.44 19.82

2.27 20.21 2.12 18.57 2.44 19.24

2.18 19.87 1.96 21.13 2.44 19.23

2.17 Deceso 1.95 19.85 2.44 18.65

2.16 20.98 1.95 18.58 2.44 18.62

2.05 19.50 1.81 19.39 2.44 18.29

Lípidos. En cuanto al contenido de lípidos, de acuerdo a la tabla 3, los valores de esta investigación son mayores a los porcentajes ya reportados en trabajos previos para las

canales de estos animales, entre 0.97 y 4.10% (7,12,25,26,30); lo cual podría ser debido a que en dichos trabajos al emplear únicamente solventes no polares, se logra extraer sólo a los lípidos no polares constituidos mayormente por triglicéridos que son reportados como grasas; a diferencia de la presente investigación, donde se realizó la extracción usando una mezcla de solventes cloroformo/metanol 2:1 (v/v), haciendo posible extraer a los lípidos compuestos con fragmentos polares, tales como fosfolípidos, además de los lípidos no polares o neutros, que incluyen triglicéridos y ésteres de colesterol (22).

En las investigaciones más recientes, a través de la manipulación de las dietas de los conejos, se están utilizando diferentes estrategias con la finalidad de producir carne funcional y productos cárnicos funcionales logrando efectividad en el incremento de los niveles de ácidos grasos poliinsaturados ω-3 (5,31) e incluso de la estabilidad oxidativa de la carne usando vitamina E o aceites vegetales (32,33), con lo que se vislumbra, sin lugar a dudas, que la carne de conejo se fortalecerá aún más dentro de los hábitos alimenticios saludables para los humanos.

Con base a los resultados obtenidos en el presente estudio, se puede indicar que las carnes provenientes de los conejos, sometidos tanto a la dieta control (sólo con ABC) como a las dietas suplementadas (ABC con follaje de mataratón/cachaza de palma aceitera), son nutricionalmente idénticas como alimento para el consumo humano; sugiriéndose así, que es posible continuar utilizando estos recursos agronómicos como suplemento dietético en la experimentación cunícola orientada hacia la mayor disminución en los costos de producción, a manera de que aquellos con escasos recursos económicos también tengan acceso a los amplios beneficios dietéticos, que como alimento catalogan a esta carne, tanto a nivel nutricional como saludable (31,33,34).

En conclusión, se recomienda continuar con las investigaciones relacionadas con el uso de estos mismos recursos agronómicos, mataratón y fibra de palma aceitera explorando otras dietas incluso sin alimento comercial, con el fin de encontrar la opción más viable y rentable para la explotación cunícola a manera de continuar con los estudios nutricionales de estas carnes.

Agradecimiento

Al Consejo de Investigación de la Universidad de Oriente, Venezuela, por el apoyo brindado a la presente investigación a través del proyecto CI-4-010201-1325/06.

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RESUMEN

Objetivo. Determinar el efecto de factores no genéticos y de grupo racial, sobre la vida útil (VU) de vacas doble propósito. Materiales y métodos. Se utilizó información de 2098 vacas, que incluyó a todas las hembras que ingresaron a servicio y salieron del sistema productivo. La VU se cuantificó como el total de partos al salir del rebaño. Los efectos incluidos en el modelo fueron hacienda (H: AG, VV), año de primer parto (A1P: 1995-2006), época de primer parto (E1P: Enero-marzo, abril-mayo, junio-agosto, septiembre-diciembre) grupo racial (GR: C, 50C50E, ML) y las interacciones HxGR y A1PxGR. Resultados. La media de VU fue de 2.63 partos ± 0.07. Todos los factores tuvieron efectos altamente significativos (p<0.01) sobre VU, menos H. Es interesante resaltar que las interacciones HxGR y A1PxGR fueron altamente significativas (p<0.01) indicando que los grupos raciales se comportan diferente en cada hacienda y en el transcurso de los años. Conclusiones. Los efectos no genéticos y de grupo racial tienen una alta influencia sobre VU.

Palabras clave: Longevidad, razas de doble propósito, rendimiento lechero, reproducción (Fuente:CAB).

ABSTRACT

Objective. Determine the effect of non-genetic factors and breed group, on the useful life (UL) of dual-purpose cows. Materials and methods. Records from 2098 cows were used in the analysis which included all the females who entered to the reproductive program and were culled or died. The data came from two dual-purpose commercial herds located in the basin of the Lake of Maracaibo in Trujillo State. The UL was quantified in number of calving upon culling. The parameters included in the model were: herd (H: AG, VV), year of the first calving (Y1C: 1995-2006), season of the first calving (S1C: January-March, April-May, June-August, September-December), breed group (BG: Zebu, 50%Zebu50European; ZE, Milking Crossbred; MC) and the interaction HxBG y Y1CxBG. Results. The UL average was 2.63 (0.07) calvings. All the factors had highly significant effects (p<0.01) on UL, however, H did not affect UL. It is interesting to highlight that HxBG and Y1CxBG interactions were highly significant (p<0.01) indicating that breed groups behave differently in every herd and during the course of the years. Conclusions. Non-genetic factors and breed group have a high influence on UL.

Key words: Longevity, dual purpose breeds, milk production, reproduction (Source:CAB).

Factores que afectan la vida útil de vacas doble propósito

Factor affecting the useful life of dual-purpose cows

Leidys Murcia R,1 Ing Agr, Gonzalo Martínez G,1* Ph.D.

1Universidad Central de Venezuela. Instituto de Producción Animal, Facultad de Agronomía. Apartado Postal 4579. Maracay, estado Aragua. Venezuela. Correspondencia: [email protected]

Recibido: Junio de 2011; Aceptado: Agosto de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3459-3466, 2013.

ORIGINAL


INTRODUCCIÓN

La ganadería bovina doble propósito es un sistema de producción de leche y carne, que ha surgido como una respuesta a las condiciones socioeconómicas y ambientales de los productores venezolanos y de América Latina tropical, permitiendo producir leche y carne en un sólo sistema productivo, con la finalidad de hacer un uso sostenible, eficiente y rentable de los recursos naturales, animales, humanos y económicos que se encuentren disponibles, para satisfacer las necesidades alimentarías de la población y generar ingresos al productor (1).

Los caracteres que influencian la eficiencia productiva de los sistemas de doble propósito se dividen en: productivos (leche y carne), y funcionales o secundarios (fertilidad, longevidad, entre otros) (2). Los caracteres funcionales son considerados como los que aumentan la eficiencia económica mediante la reducción de los gastos e inversiones, lo que conlleva a un aumento en la cantidad de productos vendibles (3). Entre estos caracteres destaca la longevidad, la cual, expresa el tiempo (días, meses, años) que un animal permanece en el rebaño, desde el primer parto hasta el descarte, es decir, su tiempo de vida productiva en el rebaño. Existen otras medidas que expresan mejor la longevidad de las vacas desde el punto de vista de utilidad y productividad como lo son la vida útil (VU), la cual expresa el número de eventos productivos en la vida del animal (número de partos, número de lactancias, entre otros) y vida productiva (VP) expresada como un valor total que representa la producción en la vida de un animal (producción de leche acumulada de por vida, peso total de becerros nacidos y destetados, entre otros) (2,4).

La longevidad de las vacas es una característica compleja que refleja su desempeño en la vida total y está determinada principalmente por la sobrevivencia, salud, fertilidad, habilidad materna, así como su capacidad de adaptación al ambiente, es decir, la virtud que tiene un animal para agradar a su propietario, tanto por sus características productivas o fenotípicas como por no ser problemático (5).

A pesar de que en Venezuela, la ganadería doble propósito ha sido uno de los sistemas que se adapta a diversas condiciones agroecológicas, presentándose zonas favorables para el óptimo desarrollo de la ganadería y también ambientes limitantes que afecta. La producción de las vacas y manejo de los rebaños, se puede decir que tanto la producción como la reproducción en estos sistemas se ve afectada por un sin fin de factores ambientales, así como el manejo y la

disponibilidad de recursos. Entre estos factores el efecto finca es en general la fuente de variación más importante con diferencias extremas de 1,7 partos, para fincas ubicadas en una misma localidad (6-8). El año del primer parto es otro de los factores que más influye sobre la VU, debido a las variaciones de las condiciones temporales, de manejo o la política de selección que varían de un año a otro, la literatura citada reporta una diferencia de hasta 2 partos entre años extremos (6,7,9).

El comportamiento productivo de vacas ubicadas en una misma finca, está influenciado por factores genéticos, (principalmente diferencias entre grupo raciales) siendo las hembras con 50% herencia europea las que presentan los mejores promedios de vida útil y productiva, los que peor se comportan son los de menor herencia europea, encontrando diferencias extremas hasta de 1.2 partos entre los grupos raciales con 50% herencia europea y los menor a 50% europea, este comportamiento puede variar dependiendo del manejo que se tenga en cada finca (3,5,8). En vista de que existe poca información sobre la VU de vacas doble propósito se planteó como objetivo de la presente investigación determinar el efecto de los factores no genéticos como: hacienda, año, época de primer parto y grupo racial, sobre la vida útil de vacas de doble propósito.


Sitio de estudio. El estudio se realizó con datos provenientes de dos unidades de producción comerciales los cuales corresponden a la hacienda Valle Verde (VV) ubicada en el Municipio La Ceiba, Parroquia Santa Apolonia, Estado Trujillo y a la Agropecuaria Agrounica (AG), localizada al norte del estado Trujillo limitando con el estado Zulia en el Municipio Andrés Bello, Parroquia Santa Isabel. Las cuales se encuentran situadas geográficamente al Sur del lago de Maracaibo, en el sector Trujillano de la Depresión de Lago de Maracaibo, caracterizado por un clima cálido y húmedo, con temperaturas promedio anuales superiores a los 28°C y precipitaciones promedio anuales entre 900 y 1300 mm. Durante el año la distribución de las lluvias está bien definida, existiendo un pico de mayor precipitación entre los meses de septiembre a diciembre y otro pico de precipitación menos pronunciado entre abril y mayo. De acuerdo con el clima la zona de vida corresponde al Bosque húmedo tropical (Bht) (10).

Descripción general. El manejo de ambas fincas fue similar, teniendo como actividad principal la producción de leche. Los grupos raciales predominantes en los datos utilizados

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estuvieron conformados por animales como se describe a continuación: mayormente Cebú (>75% herencia Bos indicus), 50% Bos taurus 50% Bos indicus y mestizos lecheros que son animales cuya composición racial exacta no puede ser determinada pero es típico de los rebaños de doble propósito.

El ordeño se realizó en dos turnos, el primero entre las 02:00 y 03:00 horas y el segundo a partir de las 14:00 horas, de forma manual en AG y mecánico en VV. En ambas haciendas se usó la modalidad de apoyo del becerro, seguido por el amamantamiento restringido por 30 minutos. La producción de leche se registró semanalmente.

En VV todas las hembras están en un programa de inseminación artificial. Las novillas son servidas por primera vez en promedio a los 33 meses con un peso entre 320-340 kg. En AG se emplea el programa de inseminación artificial en una parte del rebaño (novillas y vacas secas), el peso promedio para el primer servicio es de 330 a 350 kg a una edad promedio de 29 meses, el resto de las vacas se encuentra bajo monta natural. En ambas haciendas para la detección de celo se utiliza la ayuda de un toro retajo o vaca androgenizada. Igualmente, en ambas haciendas las vacas que no quedan preñadas a partir de tres inseminaciones pasan seis meses en monta natural, de no ser positivas en la próxima palpación son eliminadas.

La fuente principal de la alimentación la constituyen los pastos, dentro de los cuales destaca la presencia de tanner (Urochloa radicans), guinea (Panicum maximun), y estrella (Cynodon plectostachyus y Cynodon nlemfuensis) para VV, mientras que en AG además de las anteriores se encuentran las especies: pará (Brachiaria mutica), y alemán (Echynochloa polystachya). Todo el rebaño se suplementa con minerales y sal ad libitum, salvo los becerros pre-destete que reciben aproximadamente 0.5 kg/día de un alimento balanceado comercial, aunque esta práctica no es rutina de manejo, ya que existen cambios en cada finca cada año.

El plan sanitario es el mismo en ambas explotaciones, siguiendo un cronograma de actividades durante todo el año, según el grupo etario y de la época del año, siguiendo las recomendaciones oficiales y del médico veterinario que orienta cada hacienda. Anualmente se hacen pruebas serológicas para el diagnóstico de brucelosis y tuberculosis, y se vacuna anualmente contra fiebre aftosa, enfermedades clostridiales y brucelosis (todas las hembras entre tres y ocho meses), además se realizan desparasitaciones internas y externas trimestralmente.

Análisis estadístico. Para el análisis se tomaron sólo aquellas vacas que ingresaron a servicio y salieron del sistema productivo ya sea por muerte o descarte, distribuidas desde el año de primer parto 1995 al 2006 como se observa en la tabla 1, y la base de datos quedó conformada por 2098 observaciones, constituidas por vacas cebú y de diferentes grados de mestizaje Bos taurus x Bos indicus.

Tabla 1. Distribución del número de observaciones según finca y año de primer parto.

AñosFincas Total

AG VV

1995 119 47 166

1996 89 24 113

1997 112 53 165

1998 197 41 238

1999 163 91 254

2000 169 69 238

2001 182 43 225

2002 131 58 189

2003 135 33 168

2004 89 47 136

2005 84 22 106

2006 81 19 100

Total 1551 547 2098

La variable en estudio fue vida útil (VU) medida como el número total de partos al salir el rebaño (muerte o descarte) para todas las hembras que para el año 2006 tuvieron al menos tres oportunidades de parto utilizando la definición de grupo de oportunidad de Hudson y Van Vleck (11).

Para el procesamiento de los datos se realizó un análisis de varianza a través de un modelo lineal de efectos fijos, por el método de máxima verosimilitud restringida utilizando PROC MIXED de Statistical Analysis System versión 9.1 (12) que permite analizar efectos con desigual número de observaciones.

Los efectos incluidos fueron: Hacienda (H:AG,VV), año de primer parto (A1P: 1995-2006), época de primer parto (E1P:E1=enero-marzo, E2=abril-mayo, E3=junio-agosto, E4=septiembre-diciembre) y grupo racial (GR: C=≥75% herencia Bos indicus, CE= 50% Bos taurus 50% Bos indicus y ML= mestizos lecheros).

Murcia - Factores que afectan vida útil de las vacas


El modelo estadístico utilizado fue:

Yijklm = μ + Hi + A1Pj+ E1Pk+ GRl +(HxGR)il + (A1PxGR)jl + Eijklm

Yijklm= Vida útil de un animal “m” de la hacienda “i” parida en el año “j”, en la época “k”, del grupo racial “l”.μ = Media teórica de VU.Hi = Efecto de hacienda (i=AG, VV).A1Pj = Efecto de año de primer parto (j= 1995,…, 2006).E1Pk = Efecto de la época de primer parto (k = E1,…E4).GRl = Efecto del grupo racial de la vaca (l= C, CE, ML).(HxGR)il = Efecto de la interacción hacienda x grupo racial.(A1PxGR)jl = Efecto de la interacción año de primer parto x grupo racial.Eijklmn= Efecto del error experimental, normal e independientemente distribuido con media cero y varianza σ2.

Las interacciones no presentadas en el modelo previamente descrito fueron descartadas ya que en el pre-análisis no resultaron significativas a un nivel mínimo de p<0.05. Las diferencias entre medias fueron establecidas utilizando la prueba de t de “Student” (13).

Las épocas de nacimiento (seca o lluviosa) fueron definidas de acuerdo con los períodos de crecimientos utilizando la información de precipitación y evapotranspiración de la finca o de la estación climatológica más cercana. La época seca fue definida como aquellos meses donde la evapotranspiración supera a la precipitación y por ende viceversa para los meses lluviosos, quedando conformada de la siguiente forma: época 1 (E1: enero a marzo), época 2 (E2: abril y mayo), época 3(E3: junio a agosto) y época 4 (E4: septiembre a diciembre).

RESULTADOS

Promedio de VU y análisis de varianza. Se detectaron diferencias altamente significativas (p<0.01), para los factores A1P, E1P, GR, HxGR y A1PxGR, siendo H el único que no mostró diferencias estadísticas (p>0.05). Los factores que ejercieron mayor influencia sobre la VU en orden de importancia son: A1P, HxGR y GR.

La VU promedio fue de 2.63 partos, con valores extremos de 4.7 y 1 parto, tal como se puede observar en la tabla 2.

Factores no genéticos y de grupo racial que afectan la vida útil. Efecto Hacienda. Este factor no mostró efecto estadísticamente significativo (p=0.192) sobre la VU (Tabla 2). En general, el menor promedio de VU se obtuvo para la hacienda AG con 2.58 partos, mientras que VV presentó un promedio de 2.7 partos, con una diferencia de 0.12 partos (ee=0.095; p=0.192) entre ambas fincas.

Efecto año de primer parto. El efecto año de primer parto sobre la vida útil de las vacas resultó altamente significativo (p<0.01), con una tendencia decreciente de vida útil a lo largo de los años en estudio, tal como se observa en la tabla 3, estos resultados concuerdan con los obtenidos por Ponce de León y Guzmán (8) y Florio (9).

Efecto de la época de primer parto sobre la VU. Se encontraron diferencias significativas en VU (p=0.017) con respecto a la E1P de la vaca. Las medias (n, ee) por E1P fueron las siguientes: 2.78 (570, 0.08), 2.68 (352, 0.09), 2.59 (502, 0.08) y 2.50 (674, 0.07) para E1, E2, E3 y E4, respectivamente. Existió una diferencia entre las épocas extremas (E1 y E4) de 0.28 partos (ee=0.09 partos; p<0.002) la cual ocurre entre las épocas de enero-marzo y septiembre-diciembre

Tabla 2. Efecto de hacienda, grupo racial y de la interacción hacienda x grupo racial sobre la vida útil en vacas doble propósito.

Grupo Racial

HaciendaTotal

AG VV

n M ee n M ee N M Et

C 179 2.66b 0.14 86 2.73ab 0.18 265 2.69ab 0.12

CE 984 3.11a 0.05 169 2.49b 0.13 1153 2.80a 0.07

ML 388 1.97c 0.10 292 2.88a 0.11 680 2.42b 0.08

Total 1551 2.58 0.06 547 2.70 0.08 2098 2.67 0.04

AG: Agrounica; VV: Valle Verde; C: Acebuado; CE: 50% Cebú - 50% Europeo; ML: Mestizo Lechero, M: media, n: número de observaciones, ee: error estándar. Letras distintas tanto en filas como en columnas indican diferencias a p<0.05.

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Efecto del grupo racial sobre la vida útil. El GR afectó (p=0.002) la variación de la VU. En la tabla 2 se puede observar como las vacas CE superan en vida útil a las vacas C y las ML. No obstante, cabe destacar que al comparar las CE y las ML estas difieren en 0.37 partos (ee=0.1; p<0.01). Tampoco se encontró diferencias (p>0.05) entre vacas C y ML.

Efecto de la interacción H x GR sobre la VU. Esta interacción afectó la VU (p<0.01), y los resultados se pueden apreciar en la tabla 2. Existieron diferencias altamente significativas a favor de los animales CE, respecto a los C y ML en la hacienda AG, con una diferencia de 0.45 partos (ee=0.15; p<0.002) y 1.14 partos (ee=0.10; p<0.0001), respectivamente, siendo las vacas ML las que obtuvieron el promedio más bajo de VU. Caso contrario a lo que sucede en la hacienda VV donde las vacas ML expresaron los mejores promedios de vida útil seguidas por las C y las CE fueron las de menor VU, con una diferencia a favor de las ML de 0.15 partos (ee=0.21; p>0.4592) y 0.39 partos (ee= 0.17; p>0.05), con respecto a las C y CE, respectivamente.

Se puede observar (Tabla 2) como las vacas ML de AG obtuvieron menor VU (0.92 partos; ee=0.13; p<0.01) que las ML en VV, asimismo, las vacas CE de AG superaron a las CE de VV en 0.62 partos (ee=0.14; p<0.01) y las vacas C de VV fueron ligeramente inferiores en VU (-0.07 partos; ee=0.22; p>0.05).

Efecto de la interacción A1P x GR. La interacción A1P x GR, tuvo un efecto significativo sobre la VU (p<0.001). Como se observa en la figura 1, hubo cambios tanto en la posición de

Tabla 3. Efecto del año del primer parto sobre la vida útil en vacas doble propósito.

EfectoN Media ee

Año de primer parto

1995 166 4.70 a 0.14

1996 113 4.57 a 0.17

1997 165 3.93 b 0.15

1998 238 2.96 c 0.13

1999 254 2.89c 0.11

2000 238 2.46 d 0.12

2001 225 2.52 d 0.14

2002 189 1.95 e 0.16

2003 168 1.85 e 0.17

2004 136 1.46 ef 0.19

2005 106 1.38 ef 0.26

2006 100 1.01f 0.24

AG: Agrounica; VV: Valle Verde; CE: Acebuado; 50C50E: 50% Cebú-50% Europeo; ML: Mestizo Lechero, n: número de observaciones. Letras distintas en filas indican diferencias a (p<0.05).

los grupos raciales, como en la magnitud de las diferencias entre ellos a través de los años de estudio.

0123456

Vid

a u

til (n

part

os)

Año de primer parto

C CE MLFigura 1. Efecto de la interacción grupo racial x año

de primer parto sobre la vida útil en vacas doble propósito.

En general, los animales ML tienen menor VU que vacas C y CE. Sólo se encontró diferencias en VU entre las vaca C y CE para los años 1998 y 1999, con la mayor diferencia de 1.10 partos (ee=0.36; p=0.0026) a favor de vacas CE. Las vacas CE superaron de forma significativa (p<0.05) a ML en los años 1995, 1998, 1999, 2000, 2001, siendo la mayor diferencia para el año 1998 con 1.11 partos (ee=0.23; p=0.0001). Las vacas C superaron de forma significativa (p<0.05) a las ML en los años 1995, 2000 y 2001 con la mayor diferencia para el año 2000 con 1.15 partos (ee=0.31; p=0.0002). Es importante destacar la clara disminución del número de partos a través de los años, con valores extremos entre el año 1995 y el 2006 para vacas CE de 4.13 partos (ee=0.36; p<0.001).

DISCUSIÓN

Los factores que ejercieron influencia sobre la variación en VU y el promedio encontrado se encuentran en el rango inferior al reportado por diversos estudios realizados en Venezuela, donde obtuvieron un número de partos promedio entre 2.0 y 5.2 para vacas Bos taurus x Bos indicus (9,6-14). Sin embargo, todos estos estudios utilizaron como poblaciones de estudio las vacas que ya tenían al menos un parto, y por el contrario en la presente investigación se incorporó en la base de datos todas las hembras expuestas al programa de reproducción de cada finca.

Las haciendas bajo estudio (VV y AG) están ubicadas en una misma zona geográfica, donde las condiciones climáticas, recursos naturales



y grupos raciales son similares, y un patrón de descarte similar lo que pudiera explicar por que no existió diferencias entre ellas. Este hallazgo, no coincide con lo reportado por Florio (9) quien expresa que para vida útil la variación más importante es la finca con diferencias extremas de hasta 2 a 5 partos, en un estudio realizado para 11 fincas ubicadas en zonas geográficas de Venezuela, mucho más contrastantes desde el punto de vista climático, así como también las diferencias tecnológicas entre las fincas estudiadas por Florio (9).

El efecto del A1P varía de un año a otro, debido a las condiciones ambientales (principalmente precipitación, temperatura y su relación con la humedad relativa), de manejo o las políticas de selección o descarte de las vacas. Tambien los planes sanitarios y económicos que pueden incidir en el tiempo, resultados que concuerdan con los obtenidos por Ponce de León y Guzmán (8), y Florio (9). En la tabla 3, se puede observar una tendencia decreciente de vida útil a lo largo de los años. Una situación particular con respecto a estos rebaños es que a partir del año 2005 en ambas haciendas se intensificó el descarte por bajo desempeño reproductivo y/o baja producción, lo que trajo como consecuencia una disminución en la oportunidad de las vacas de volver a parir y por ende una disminución en la VU.

Lo anterior, se puede observar también en el número de vacas que salieron del rebaño donde las que parieron en el 2005 y 2006 salieron más rápidamente del rebaño con 100 y 106 vacas (Tabla 1), respectivamente. Esto posiblemente este dado, por el hecho de que en el último trimestre del año 2003 se inició un programa descarte más riguroso por producción y reproducción. Por supuesto, esta tendencia también tiene que ver con el número de oportunidades que tuvieron las vacas, ya que las vacas que parieron por primera vez en el 2006 tuvieron tres oportunidades máximo de expresar su potencial en contra de vacas de años anteriores, puesto que en el presente trabajo se utilizó el concepto de grupo de oportunidad descrito por Hudson y Van Vleck (11) y fue limitado a tres oportunidades.

Las variaciones entre E1P pueden estar relacionadas con los cambios ambientales, de alimentación y de manejo que ocurren de una época a otra, lo que influye directamente en el número de partos estimados en la vida de las vacas. Los resultados coinciden con los reportados por Florio (9) quien no encontró efecto de época probablemente relacionado con el hecho de que en su estudio hubo haciendas

ubicadas en zonas ecológicas contrastantes, mientras que el presente estudio sólo son dos haciendas con clima similar. En este caso las vacas que parieron de enero a marzo tuvieron un mayor número de partos, lo cual probablemente se debe a que, a pesar de ser una época de menor precipitación, le antecede una época de mayor disponibilidad de forraje, ya que las vacas que paren en esta época presentan mejor condición corporal al momento del parto, lo que les permite enfrentar mejor la lactancia y recuperarse más rápido para una posible gestación, mientras que el comportamiento de las vacas para la época septiembre-diciembre puede estar asociado a el estado de stress de la vaca ya que para estos meses cuando se registran las mayores precipitaciones, esto conlleva a un aumento en la proliferación de plagas, y mayor humedad relativa ambiental y mayor exceso de humedad en los suelos.

El resultado de GR coincide con lo expuesto por Florio (9) y Chirinos et al (15), quienes expresan que los animales con 50% de herencia europea superan en vida útil al Cebú. El número medio de partos obtenido para C fue mayor a los reportados por Chirinos et al (15), resultando muy cercanas a las CE con las cuales no presentaron diferencias estadísticamente significativas. El hecho de que las vacas C, ocupen el segundo lugar en vida útil podría estar relacionado al hecho en que este grupo racial presenta una mejor reproducción como ha sido indicado por Pino et al (7), quienes afirman que vacas C tuvieron intervalos entre partos 19 y 26 días menores que vacas CE y ML, respectivamente, lo que posiblemente hace que el productor tienda a retener este tipo de animales en el sistema productivo a pesar de tener una menor producción de leche como fue también indicado por estos mismos autores. Vacas ML ocuparon el tercer lugar pudiendo indicar que cruces indiferenciados no favorecen la vida útil de las vacas.

Los resultados encontrados para la interacción H x GR son similares a los expuestos por Florio (9), donde expone que los animales CE tuvieron en general mayor VU, pero de acuerdo con ciertas diferencias en el manejo, criterios de selección del productor y condiciones climáticas puede producir cambios en las posiciones de los grupos raciales en las haciendas, de la misma manera puede incidir sobre el hecho de que un mismo grupo racial se puede comportar diferente de una hacienda a otra. Es probable que el manejo afecte de forma diferente. Un mejor manejo puede favorecer a vacas con mayor capacidad lechera en relación a las vacas CE. Probablemente el comportamiento tan contrastante de vacas ML entre fincas pueda deberse a los animales de

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fundación de cada rebaño en estudio (origen genético) presente en cada hacienda, lo que pudo provocar que a pesar de que ambos grupos sean ML, estos sean lo suficientemente diferentes desde el punto de vista de su constitución genética.

La variabilidad encontrada para la interacción GR x A1P pudiera estar relacionada con los efectos clima y políticas de descarte de las vacas ya que todos los grupos raciales siguen la misma tendencia, probablemente relacionada con el hecho de que el criterio más importante de descarte de hembras es la reproducción lo cual ejerce una presión importante en la salida de las vacas del rebaño. No se encontró en la literatura revisada trabajos que hayan considerado este efecto en la variación de la vida útil de vacas doble propósito.

En conclusión los valores promedio de VU es bajo, lo que podría comprometer tanto el avance genético como la rentabilidad del sistema productivo; sin embargo, se encuentran dentro del rango reportado en la literatura, a pesar de que en todas las investigaciones de referencia la población base de vacas fueron aquellas que

al menos habían parido una vez, mientras que en la presente investigación la población base fue toda hembra que había sido incluida en el programa reproductivo.

La variación observada en VU de vacas doble propósito estuvo influenciada de forma significativa tanto por factores no genéticos como: el año y época de primer parto, como por factores genéticos como el grupo racial de la vaca. Sin embargo, la hacienda no afectó a la vida productiva. También, existió influencia significativa de las interacciones de hacienda por grupo racial y año de primer parto por grupo racial.

Las vacas con 50% de herencia europea y las vacas acebuadas superaron en vida útil a las vacas mestizas lecheras. Sin embargo, esta tendencia no fue similar para ambas fincas debido a la presencia de la interacción hacienda x grupo racial. De la misma manera, el comportamiento de estos grupos raciales tampoco fue similar para todos los años de estudio debido a la presencia de la interacción de año de primer parto x grupo racial.

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3467

RESUMEN

Objetivo. Evaluar el desempeño productivo y el rendimiento de la canal en pavos en crecimiento alimentados con dietas elaboradas con harina de plumas (HP). Materiales y métodos. Los tratamientos fueron una dieta control y dos dietas experimentales con harina de plumas tratada con 50 ó 100 g de NaOH/kg. Se utilizó un diseño de bloques al azar. El consumo de alimento y el peso de los animales se registró cada dos semanas. Los datos del desempeño productivo se analizaron con el procedimiento MIXED del programa estadístico SAS. El rendimiento de la canal se analizó con el procedimiento GLM del programa estadístico SAS. Resultados. Los pavos que consumieron la dieta testigo tuvieron mejores ganancias de peso (GP), consumo de alimento (CA), peso de la canal y de sus partes (p<0.05) que aquellas con harina de plumas. Sin embargo, se observó una mayor GP, CA, peso de la canal y del muslo (p<0.05) cuando se trató la harina de plumas con 100 g de NaOH/kg. Conclusiones. Los resultados obtenidos indican que la utilización de harina de plumas disminuyó el comportamiento productivo y el rendimiento de canal en los pavos. Sin embargo, el aumento del tratamiento de la harina de plumas de 50 a 100 g de NaOH/kg mejoró el comportamiento productivo y el rendimiento de canal.

Palabras clave: Alimentación animal, composición de la canal, harina de plumas, hidróxido de sodio, pavos (Fuente:AIMS).

Desempeño productivo y rendimiento de canal en pavos alimentados con harina de plumas tratadas con NaOH

Productive performance and carcass yield of turkey fed feather meal treated with NaOH

Enrique Loyra T,1 M.Sc, Ronald Santos R,1* Ph.D, Luis Sarmiento F,1 Ph.D, José Segura C,1 Ph.D.

1Universidad de Yucatán, Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Departamento de Nutrición Animal, Apartado Postal 4-116, Itzimná, Yucatán, México. *Correspondencia: [email protected].

Recibido: Agosto de 2011; Aceptado: Enero de 2013.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3467-3473, 2013.

ORIGINAL


ABSTRACT

Objective. Evaluate the productive performance and carcass yield of growing turkeys fed with diets including feather meal. Materials and methods. The treatments were: a control diet and two diets with feather meal (FM) treated with 50 or 100 g of NaOH/kg (5% inclusion) each. A random block design was used. Feed consumption and weight gain were recorded every two weeks. Productive performance data was analyzed using the MIXED procedure of the SAS statistical program. Carcass yield was analyzed using the GLM procedure of the SAS statistical program. Results. Weight gain (WG), feed consumption (FC), carcass yield and composition were higher in turkeys fed with the control diet, in comparison to those fed with FM diets (p<0.05). However, Turkeys fed diets with 100 g NaOH/kg presented higher WG, FC, carcass yield and thigh weight (p<0.05) than turkeys fed diets with 50 g NaOH/kg. Conclusions. The use of FM reduces the productive performance and carcass yield in turkeys. However, improvement on productivity and carcass yield were observed when FM treatment with NaOH increased from 50 to 100 g/kg.

Key words: Animal feeding, feather meal, sodium hydroxide, carcass composition, turkeys (Source: AIMS).

INTRODUCCIÓN

La harina de plumas (HP) ha sido objeto de interés en nutrición animal debido a su elevado contenido de proteína cruda (PC) 82.1% (1). Sin embargo, la digestibilidad de la proteína cruda es muy baja (4.67%) debido a la gran cantidad de puentes di-sulfuro de cistina que tiene en su estructura la queratina, principal proteína del ingrediente (2). En países en desarrollo, la situación es más complicada, pues las plumas al no tener ninguna utilidad en la alimentación animal, se desechan de forma inadecuada, y se vuelven una fuente de contaminación del medio ambiente.

Diversos métodos de procesamiento se han aplicado para incrementar la digestibilidad de la HP, siendo el más común la cocción con vapor a alta presión en autoclave, con variaciones en la temperatura, humedad, presión y tiempo de duración del proceso. Con este tratamiento se han obtenido resultados aceptables en la digestibilidad in vitro de la proteína cruda (59.2%) (3).

Otros tratamientos mas recientes que han demostrado ser efectivos, son los procesos que involucran el uso de enzimas que degradan la queratina de las plumas. Con esta biotecnología se ha logrado degradar mas del 90% de las plumas después de incubarla con cepas de bacterias productoras de queratinasas (4). Sin embargo, estos tratamientos representan un alto costo energético y económico.

Por lo tanto, resulta de interés evaluar otros procesos más económicos y sencillos que permitan aprovechar el potencial nutricional de la HP. Por ejemplo, el tratamiento entre 2 y 24

horas de la HP con una solución de NaOH al 56.2%, puede solubilizar entre 30 y 79% del nitrógeno, respectivamente (2). Sin embargo, el alto contenido de sodio en las plumas como resultado del tratamiento, pudiera restringir su incorporación en el alimento de aves.

Existe poca información disponible sobre el desempeño productivo de animales monogástricos alimentados con HP. En la mayoría de estos trabajos las plumas fueron sometidas a un proceso de cocción con vapor de agua a alta presión en autoclave. En cerdos, se observó una reducción en la ganancia de peso y eficiencia alimenticia cuando se incluye la HP hasta un 10% en la dieta. Sin embargo, hasta un 8% no tuvo efecto sobre la ganancia diaria de tejido magro (5). Una dieta hasta con 5% de inclusión de HP utilizada en gallinas ponedoras no afectó el desempeño productivo y la calidad del huevo (6). En pollos se ha reportado que la digestibilidad ileal de los aminoácidos de la HP es muy baja, en comparación con la pasta de soya (7). El comportamiento productivo de las aves podría verse afectado si no se toma en consideración este punto. Al respecto se ha observado que el desempeño productivo de los cerdos no se afecta cuando la dieta con harina de plumas se suplementa con la cantidad requerida de aminoácidos (8).

Con base en lo anterior se planteó el presente trabajo, cuyo objetivo fue evaluar el efecto de utilizar HP, tratadas con NaOH a dos concentraciones diferentes en dietas de pavos en crecimiento, desempeño productivo y rendimiento de la canal.

3469


Sitio de estudio. El experimento se llevó a cabo en las instalaciones del área de Nutrición Animal del Campus de Ciencias Biológicas y Agropecuarias (CCBA) de la Universidad Autónoma de Yucatán, ubicada en el km 15.5 de la carretera Mérida-Xmatkuil (20°58´N y 89°37´O). El clima de la región es cálido y húmedo, con un rango de temperatura media anual de 24.0 a 28.0°C y un rango de precipitación total anual de 800 a 1000 mm (9).

Tratamientos. Las dietas utilizadas consistieron en un alimento testigo a base de sorgo molido y pasta de soya y un alimento experimental con 5% de inclusión de harina de plumas (HP) tratadas con 50 ó 100 g/kg de NaOH, respectivamente (Tabla 1). La inclusión del 5% de HP representó una sustitución de alrededor del 23% de la proteína cruda de la dieta. Todas las dietas se proporcionaron ad libitum, en forma de harina, durante las 6 semanas que duró el periodo experimental. Para el balanceo de las raciones, se utilizaron los lineamientos de las tablas de ingredientes y requerimientos nutricionales del National Reseach Council (NRC) (10), así como el contenido de aminoácidos de la HP mencionada por Barbour et al (11). Cabe mencionar que la cantidad de sal en las dietas se ajustó de acuerdo con el nivel de sodio que aportaba el NaOH aplicado a las HP (Tabla 1). Se utilizó 0.1 ó 0% de sal (NaCl) en la dieta con HP tratada con 50 ó 100 g NaOH/kg de HP respectivamente, para mantener el nivel de sodio en la dieta dentro de los valores recomendados por el NRC (10).

Preparación de HP. Las plumas se obtuvieron de un matadero comercial de pavos, las cuales fueron secadas al sol durante dos días. Después de este tratamiento las plumas presentaron un 90.4% de materia seca. Posteriormente, las plumas fueron tratadas en lotes de 10 kg y rociadas con una solución con 0.5 ó 1 kg de NaOH en 20 L-1 de agua, para obtener la pluma tratada a utilizar. Después de 24 h se procedió al secado de las HP en una estufa de aire forzado a 60°C por 48 h. Finalmente, se molieron las plumas en un molino de martillos con criba de 3 mm.

Animales. Se utilizaron 82 pavos machos Nicholas-700 de 10 semanas de edad distribuidos en dos bloques. El trabajo experimental con el primer bloque se realizó de septiembre a octubre y con el segundo de noviembre a diciembre. El peso inicial de los pavos fue de 6.04±0.36 kg-1 y 6.43±0.44 kg-1 en el primer y segundo bloque

respectivamente. En las dietas con HP, se utilizaron 2 aves por unidad experimental y 9 repeticiones por tratamiento en cada bloque, mientras que para la dieta testigo hubo 2 repeticiones en el primer bloque y 3 en el segundo. En total hubo 18 repeticiones por cada tratamiento con HP y 5 para el control. Se utilizaron mayor numero de repeticiones para los tratamientos con HP, pues es donde se esperaba un mayor coeficiente de variación. Las aves fueron alojadas en una caseta avícola provista con jaulas de 1 m2 de superficie cada una, con piso de concreto cubierto con viruta de madera, un comedero colgante tipo tolva y bebedero automático.

Comportamiento productivo. En cada bloque, los pavos fueron pesados al inicio del experimento y a las 2, 4 y 6 semanas posteriores para calcular la ganancia de peso. Asimismo, en el mismo periodo se registró el consumo de alimento. La eficiencia alimenticia se calculó dividiendo la ganancia de peso entre el consumo de alimento.

Rendimiento de canal. Al final de cada periodo experimental en cada bloque, un ave de cada corral fue seleccionada al azar y sacrificada para medir el rendimiento de canal. Previo al sacrificio los pavos se sometieron a un ayuno de 12 horas. El sacrificio consistió en aturdimiento con descarga eléctrica y posterior corte de la vena yugular para provocar desangrado. Las aves fueron escaldadas a una temperatura de 60°C por 1 minuto, posteriormente fueron desplumadas y evisceradas manualmente eliminando de la canal la cabeza, cuello, vísceras abdominales y patas. Se registró el peso de la canal caliente y de la mitad derecha se obtuvieron los cortes principales (pechuga, ala, muslo y pierna).

Análisis estadístico. Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar debido a que solo se disponía de 20 jaulas en el primer bloque y de 21 en el segundo bloque con la intención de incrementar el numero de repeticiones en los tratamientos. Los datos de ganancia de peso, consumo de alimento y eficiencia alimenticia se analizaron con el procedimiento MIXED para medidas repetidas del programa estadístico SAS (12). En tanto que los datos de peso inicial y peso final, rendimiento de canal y peso de los cortes principales se analizaron con el procedimiento GLM del programa SAS (12). Se realizaron comparaciones entre las medias de los tratamientos, por medio del procedimiento de mínima diferencia significativa, cuando fue necesario.

Loyra - Desempeño productivo y rendimiento de canal en pavos


RESULTADOS

Se puede observar en la tabla 1 la composición y el análisis quimico de las dietas utilizadas.

En la tabla 3 se presentan los resultados del desempeño productivo de los pavos. Se encontró que el peso final, la ganancia de peso y el consumo de alimento (p<0.05) de los pavos alimentados con la dieta testigo fueron significativamente superiores a la de aquellos que consumieron las dietas con HP. Sin embargo, el peso final, la ganancia de peso y el consumo de alimento fueron mayores en los pavos que consumieron la HP tratada con 100 g de NaOH/kg (p>0.05) en comparación con los que consumieron la dieta con la HP tratada con 50 g de NaOH/kg (13.0, 10.9 y 12.1 kg de peso; 165.8, 127.0 y 144 g/día de ganancia de peso y 722.8, 574.5 y 648.8 g/día de consumo, para la dieta control, 50 g NaOH y 100 g NaOH, respectivamente). En la variable eficiencia alimenticia no se encontró diferencia significativa entre los tratamientos, (p>0.05).

Tabla 1. Composición de ingredientes y análisis químico calculada de las dietas utilizadas.

Ingredientes (%)Dietas

Testigo Experimental

Sorgo molido 58.2 66.8Pasta de Soya 33.4 21.6Aceite de Soya 3.7 2.2Harina de plumas1 -- 5.0Ortofosfato2 2.3 2.4CaCO3 38% 1.5 1.4Sal3 0.4 0.1 ó 0.0Flavomicyn 4% 0.05 0.05Minerales4 0.05 0.05Metionina 82% 0.06 0.11Lisina HCl 0 0.28Vitaminas5 0.03 0.03

Análisis calculado (%)PC 20.0 20Ca 1.15 1.15P total 0.8 0.8Lisina 1.03 1.0Metionina 0.35 0.35Met + Cis 0.67 0.87EM (Mcal/kg) 2.99 2.99

150 ó 100 g NaOH/kg BF de HP.2 20% de P y 20% de Ca.3 Se utilizó 0.1 ó 0.0 kg de sal en la dieta con HP tratada con 50 y 100g NaOH/kg de HP, respectivamente.4 Por kg de dieta: manganeso, 65 mg; yodo, 1 mg; hierro, 55 mg; cobre, 6 mg; zinc, 55 mg; selenio, 0.3 mg.5Por kg de dieta: vit. A, 2000 UI; vit. D, 625 UI; vit. E, 2 UI; vit.K, 0.5 mg; vit. B12, 0.0005 mg; riboflavina, 1.375 mg; pantotenato de calcio, 3.25 mg; niacina, 9 mg; colina, 125 mg; ácido fólico, 0.125 mg; tiamina, 0.25 mg; piridoxina, 0.55 mg; biotina, 0.0125.

En la tabla 2, se presenta el análisis proximal de la HP cruda y de la hidrolizada con NaOH. Se puede observar una reducción en el contenido de PC de 89.7 y 90.5 en la harina de plumas sin tratar y tratada con 50 g de NaOH a 85.7% en la HP tratada con 100 g NaOH. También, se observo una reducción de la FC (1.5, 0.9 y 0.6%, para la harina de plumas sin tratar, 50 g NaOH y 100 g NaOH, respectivamente) y un aumento del contenido de cenizas conforme aumento la cantidad de NaOH utilizada (3.5, 8.9 y 14.7 % para la harina de plumas sin tratar, 50 g NaOH y 100 g NaOH, respectivamente).

Tabla 2. Composición química de la harina de plumas tratada con NaOH ó sin tratar.

Composición (%)

Harina de plumas

Sin tratar 50 g NaOH/kg 100 g NaOH/kg

Materia Seca 92.3 93.0 94.1

Proteína Cruda 89.7 90.5 85.7

Fibra Cruda 1.5 0.9 0.6

Extracto Etéreo 0.6 0.8 0.8

Cenizas 3.5 8.9 14.7

Tabla 3. Desempeño productivo de pavos alimentados con HP tratada con NaOH.

Tratamientos

Variables Testigo 50 g NaOH 100 g NaOH EEM

n 5 18 18

Peso inicial (kg) 6.2 6.2 6.2 0.07

Peso final (kg) 13.0a 10.9c 12.1b 1.33

Ganancia de peso (g/dia) 165.8a 127.0c 144.0b 7.20

Consumo de alimento (g/dia) 722.8a 574.5c 648.8b 32.99

Eficiencia alimenticia (g/g) 0.23 0.22 0.22 0.008

Medias con diferente literal en la misma línea son diferentes estadísticamente (p<0.05).

En la tabla 4 se presentan los resultados de rendimiento de canal. Se observa que los pavos que consumieron la dieta testigo tuvieron mayor peso de canal (10.2 kg), de pechuga (2.9 kg), de ala (1.3 kg), de muslo (1.6 kg) y de pierna (1.5 kg) en comparación a los de las dietas con HP (p<0.05). No obstante, el peso de la canal y del muslo fueron significativamente superiores (p<0.05) en los pavos de la dieta con HP tratada con 100 g NaOH/kg (9.0 y 1.5 kg, respectivamente), en comparación a los de la dieta con 50 g NaOH/kg (8.4 y 1.4 kg, respectivamente). Sin embargo, cuando se expreso el peso de la canal y de los cortes principales como porcentaje del peso vivo al sacrificio no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos (p>0.05).

3471

DISCUSIÓN

La disminución de la ganancia de peso y del peso final (p<0.05) de los pavos alimentados con HP estuvo directamente asociada al menor consumo de alimento observado en estos tratamientos (p<0.05), ya que la eficiencia alimenticia no difirió entre los tratamientos (p>0.05). Los resultados indican que las dietas con HP se aprovecharon igual que la dieta testigo. Lo observado en este trabajo contrasta con lo reportado por Barbour et al (11) quienes observaron que la conversión alimenticia mejoro en pollos de engorda cuando sometieron las HP a un proceso de digestión enzimática y de cocción con vapor de agua a alta presión en autoclave. Estas diferencias pueden deberse al hecho de que en el presente trabajo las HP se sometieron a hidrólisis química con NaOH, en vez de hidrolisis enzimática. Además, en el trabajo de Barbour et al (11) las HP se cocieron con vapor de agua a alta presión en autoclave, lo que favorece la coagulación de las proteínas y mejora su digestión.

La reducción del consumo de alimento en las dietas con HP, en comparación con el tratamiento testigo probablemente se deba a que el tratamiento con NaOH, no fue muy efectivo para reducir la voluminosidad de la HP, lo cual causo un efecto de llenado físico del tracto digestivo y la consecuente reducción del consumo de alimento. Lo anterior fue más evidente en las dietas donde la HP se trató con 50g NaOH/kg. Se ha reportado que las plumas de aves tienen poca densidad, lo que les confiere propiedades de voluminosidad. En este

sentido, Moritz y Latshaw (3) reportaron que la densidad de la HP disminuyo y el contenido de fibra detergente ácida aumento conforme se redujo el grado de procesamiento físico por presión durante el procesamiento en autoclave. Estos autores, reportan que la densidad de la HP aumento de 375 a 584 kg/m3, cuando la presión por vapor se incremento de 207 a 517 kPa. Simultáneamente, la fibra detergente acida de HP disminuyo de 57 a 13.9%. En relación a lo anterior, se pudo observar que el tratamiento con 100 g de NaOH redujo en un 60% el contenido de fibra cruda de las plumas, con respecto a las plumas sin tratar y un 33% con respecto a las plumas tratadas con 50 g de NaOH (Tabla 2). La reducción en fibra cruda de las plumas pudo contribuir a que la dieta con HP tratada con 100 g de NaOH tuviera un mayor consumo en comparación a la dieta con HP tratada con 50 g de NaOH.

Otros autores mencionan que la disminución en el consumo de alimento y ganancia de peso cuando se incluye HP en las dietas puede atribuirse a la pobre digestibilidad de su PC y al desbalance en el contenido de sus aminoácidos. La eficiencia alimenticia también se puede reducir por efecto de estos factores (8,13). Sin embargo, en este trabajo no se encontraron diferencias en la eficiencia alimenticia entre los tratamientos (p>0.05), lo que sugiere que el aprovechamiento de las dietas fue similar.

Los datos del desempeño productivo indican que el tratamiento de las HP con NaOH no fue suficiente para mejorar el consumo de las dietas hasta un nivel similar al del tratamiento testigo. Sin embargo, el mayor consumo de alimento y ganancia de peso de los pavos en la dieta con HP tratada con 100 g de NaOH, en relación con la dieta con 50 g de NaOH (p<0.05) sugiere una mejora en sus características físicas, lo cual podría estar relacionado con una mayor ruptura de enlaces di-sulfuro de la queratina. En este sentido, Kim et al (2) encontraron que al tratar plumas con NaOH, la digestibilidad en pepsina de la HP como sustrato se incrementó. Se requieren mas estudios para evaluar y confirmar el efecto del NaOH sobre las características físicas y químicas de la HP y su efecto sobre el consumo de alimento en pavos.

El menor peso de la canal y cortes principales (p<0.05) en los pavos de los tratamientos con HP comparado con el testigo, esta asociado al menor peso al finalizado que alcanzaron los pavos (p<0.05) como consecuencia del menor consumo de alimento registrado durante la prueba (p<0.05). Asimismo, el incremento del peso de la canal y del muslo (p<0.05) en

Tabla 4. Peso y rendimiento de canal y de los cortes principales de pavos alimentados con HP tratada con NaOH

Peso (kg)Tratamientos

EEMTestigo 50 g NaOH 100 g NaOH

n 5 9 9

Canal 10.2a 8.4c 9.0b 0.33

Pechuga 2.9a 2.2b 2.4b 0.15

Ala 1.3a 1.1b 1.1b 0.04

Muslo 1.6a 1.4c 1.5b 0.05

Pierna 1.5a 1.3b 1.3b 0.06

Rendimiento en proporción al peso vivo (%)

Canal 76.5 75.4 75.7 0.53

Pechuga 28.4 26.2 26.3 0.96

Ala 12.4 12.6 12.3 0.36

Muslo 15.9 16.3 16.4 0.35

Pierna 14.3 15.2 14.8 0.46

Medias con diferente literal en la misma línea son diferentes estadísticamente (p<0.05)



el tratamiento de la HP con 100 g de NaOH/kg, estuvo relacionado a un mayor consumo de alimento y ganancia de peso (p<0.05) observado en los pavos de este tratamiento, en contraste con lo ocurrido en los pavos del tratamiento con 50 de NaOH/kg. Diversos estudios confirman el efecto negativo que tiene la disminución en consumo de PC y de aminoácidos esenciales sobre el crecimiento de las aves y sobre el peso de la canal y de los cortes principales (14-17). Sin embargo, cuando se evaluó el rendimiento de la canal y de los cortes principales como proporción del peso vivo al sacrificio, no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05), lo que indica que no hubo crecimiento diferencial entre los cortes principales por efecto de los tratamientos.

En conclusión la utilización de HP hidrolizada con NaOH en las dietas de pavos afectó negativamente el desempeño productivo y el rendimiento de canal de los pavos. Sin embargo, el tratamiento de la HP con 100 g de NaOH mejoró el comportamiento productivo y el rendimiento de canal, en comparación con el tratamiento con 50 g de NaOH. Estos resultados permiten pensar en la posibilidad de evaluar en trabajos posteriores el uso de cantidades superiores a los 100 g de NaOH para hidrolizar las HP y el efecto complementario de la cocción con vapor de agua a alta presión en autoclave.

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3474

RESUMEN

Objetivo. El objetivo del estudio fue determinar la asociación, sensibilidad (Se) y especificidad (Es) de las enzimas glutamato deshidrogenasa (GDH, EC: 1.4.1.3), aspartato aminotransferasa (AST, EC: 2.6.1.1) y g-glutamil transpeptidasa (GGT, EC: 2.3.2.2) como indicadores de daño hepático en perfiles bioquímicos sanguíneos de vacas lecheras. Materiales y métodos. Se analizaron los valores de la actividad plasmática de GDH, AST y GGT, obtenidos de 1566 vacas correspondientes a 112 perfiles bioquímicos realizados en rebaños lecheros. Se determinó la asociación entre la actividad de las enzimas y el área bajo la curva (ABC) y la Se y la Es mediante curva ROC considerando la presencia de daño hepático cuando GDH>30 U/L o GGT>39 U/L. Resultados. La AST presentó mayor asociación con la GDH (r=0.55) que la GGT (r=0.44), así como una mayor ABC (p=0.01) al utilizar GDH>30 U/L para indicar daño hepático. El grado de asociación entre AST y GGT fue de r=0.42. La sensibilidad de la AST para detectar daño hepático, utilizando el punto de corte de referencia del laboratorio (>150 U/L), fue inferior que al emplear GGT (>39 U/L). El punto crítico de máxima Se y Es de la curva ROC para daño hepático se obtuvo con AST>110 U/L, valor que incrementó la concordancia diagnóstica con la GDH (Kappa >0.300), pero no con la GGT. Conclusiones. La actividad plasmática de AST en vacas lecheras se asocia mayormente con la de GDH que con la de GGT y su límite de referencia para predecir daño hepático correspondería a >110 U/L.

Palabras clave: Enzimas hepáticas, perfiles sanguíneos, vacas lecheras (Fuente: CAB).

Valoración diagnóstica de enzimas hepáticas en perfiles bioquímicos sanguíneos de vacas lecheras

Diagnostic assessment of liver enzymes in blood profiles from dairy cows

Mirela Noro,1* Ph.D, Pía Cid T,2 Esp, Catalina Wagemann F,2 M.Sc, Verónica Arnés V,2 Tec Med, Fernando Wittwer M,2 M.Sc.

1Universidade Federal do Pampa, UNIPAMPA, Curso Medicina Veterinaria. Uruguaiana, Brasil. 2Universidad Austral de Chile, UACh, Instituto Ciencias Clínicas Veterinarias. Casilla 567, Valdivia, Chile. Correspondencia: [email protected]

Recibido: Marzo de 2012; Aceptado: Diciembre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3474-3479, 2013.

ORIGINAL

3475

ABSTRACT

Objective. The aim of this study was to establish the association, sensibility (Se) and specificity (Sp) of the plasmatic activity of glutamate dehydrogenase (GDH, EC: 1.4.1.3), aspartate aminotransferase (AST, EC: 2.6.1.1) and g-glutamil transpeptidase (GGT, EC: 2.3.2.2) as liver damage markers in blood profiles of dairy cows. Materials and methods. The records of the plasma activity for GDH, AST and GGT obtained from blood profiles taken from 1566 cows from 112 dairy herds. The association between enzymatic activity, area below the curve (ABC), and Se and Sp using a ROC curve were determined, considering liver damage when GDH >30 U/L or GGT >39 U/L. Results. The AST was more likely associated to GDH (r=0.55) than to GGT (r=0.44). AST also had a higher ABC (p=0.01) when using GDH >30 U/L as an indicator of liver damage. The correlation between AST and GGT was of r=0.42. AST Se to detect liver damage with a cut-off level of >150 U/L was lower than the Se of GGT. The critical point for maximum Se and Sp of the ROC curve was obtained with AST>110 U/L and an increase in the diagnostic concordance with GDH (Kappa>0.300), was obtained using this value. Conclusions. Plasma activity of AST is more associated to GDH than to GGT in dairy cows. The cut-off level of plasma activity of AST for liver damage prediction in dairy cows would be >110 U/L.

Key words: Dairy cow, liver enzymes, blood profile (Source: CAB).

INTRODUCCIÓN

El hígado es un órgano vital para el metabolismo al ser responsable de la gluconeogénesis, ureagénesis, metabolismo de lípidos y procesos de detoxificación (1). En los sistemas de producción láctea la vaca debe sostener una alta exigencia productiva donde el hígado cumple un rol metabólico fundamental, estando sujeto a la presentación de trastornos metabólicos (2) y tóxicos (3); consecuentemente para mantener el estatus sanitario y productivo del rebaño, es fundamental monitorear su integridad en los programas de salud y nutrición.

El examen directo del hígado no es realizable en rumiantes siendo necesario recurrir a pruebas complementarias para detectar lesiones o disfunciones discretas, cuya magnitud no culmina en una alteración clínica. Ningún analito es específico de enfermedad hepática, si bien diversos constituyentes sanguíneos son modificados cuantitativamente en alteraciones del hígado. Las enzimas hepáticas están presentes en los hepatocitos o en el epitelio de los canalículos biliares, de modo que su lesión condiciona un aumento en la circulación sanguínea; por ello, el incremento de su actividad plasmática es indicativo de pérdida en la integridad celular hepática o de colestasis (4).

Entre las enzimas hepáticas utilizadas en el diagnóstico cl ínico de enfermedades hepatocelulares o colestasis en rumiantes están la glutamato deshidrogenasa (GDH, EC: 1.4.1.3), la aspartato amino transferasa (AST, EC: 2.6.1.1) y la g-glutamil transpeptidasa (GGT, EC: 2.3.2.2), las cuales permiten diagnosticar la presencia de daño hepático y orientar la ubicación

de la lesión (1,5). La GDH y GGT se consideran órgano-específicas, la primera es hepatocelular y la segunda canalicular, mientras que la AST siendo hepatocelular también se ubica en células musculares y otras (5,6).

En el sur de Chile la presentación de trastornos hepáticos, diagnosticada mediante el aumento de la actividad plasmática de las enzimas AST y GGT, incrementó en el período entre los años de 2003 a 2010 comparado con 1986 a 2002 (7), resultado atribuible a una intensificación en los sistemas productivos con presentación de trastornos metabólicos como la lipidosis hepática (2) y el uso de alimentos conservados contaminados con micotoxinas (3). Por otro lado, en los exámenes bioquímicos los valores de las diferentes enzimas no siempre se asocian en cuadros de alteración hepática, situación que dificulta la interpretación de los resultados. Este hecho se atribuye a las diferencias en la ubicación de las enzimas, la etiología, severidad y curso del daño hepático, así como a los intervalos de referencia utilizados. Para comparar diferentes pruebas diagnósticas, así como su exactitud, se determina el área bajo la curva ROC (ABC) y se estima su sensibilidad (Se) y especificidad (Es) (8), es así que disponer de datos de asociación y de sensibilidad entre pruebas diagnósticas es imprescindible para un diagnóstico certero y ajuste de los intervalos de referencia.

El objetivo del estudio fue determinar la asociación, la Se y la Es de las enzimas GDH, AST y GGT como indicadores de daño hepático en perfiles bioquímicos sanguíneos de vacas lecheras.

Noro - Valoración diagnóstica de enzimas hepáticas



Fuentes de información. Se analizaron los valores de la actividad plasmática de las enzimas hepáticas GDH, AST y GGT obtenidos de 1566 vacas correspondientes a 112 perfiles bioquímicos sanguíneos realizados a rebaños lecheros ubicados entre las regiones del Bío Bío y Los Lagos, Chile. Cada perfil estuvo constituido por un grupo de 7 a 28 vacas lecheras; en ellos estuvieron disponibles los valores de dos o de las tres enzimas evaluadas en el estudio. Los análisis fueron realizados en el Laboratorio de Patología Clínica Veterinaria de la Universidad Austral de Chile entre enero de 2008 y junio de 2011.

Análisis de laboratorio. La actividad de GDH (Diasys®, Ref. 124119910021), AST (Human®, Ref. 12021) y GGT (Human®, Ref. 12013) se determinó en muestras de plasma heparinizado en un autoanalizador Metrolab 2300® (Wiener Lab) a 37ºC.

Análisis estadístico. Se utilizaron modelos univariados considerando que no todos los perfiles contaban con los datos de las 3 enzimas. La asociación entre las actividades enzimáticas fue determinada mediante correlación de Spearman en el programa IBM SPSS 19; los datos se graficaron mediante regresión lineal con un intervalo de confianza (IC) del 95%. El ABC, la Se y Es se determinaron mediante una curva ROC considerando daño hepático el límite superior de referencia de la enzima GDH (>30 U/L) (9-10) o GGT (>39 U/L) (10). Se comparó el ABC entre los analitos utilizando un método de comparaciones para curvas ROC independientes en el programa MedCalc 11.6.1.0 (8). La presentación de daño hepático para cada enzima se contrastó en un tabla de contingencia 2x2 mediante la prueba de Chi-cuadrado y cuando p<0.05 se realizó el análisis de concordancia del índice de Kappa en el programa IBM SPSS 19.

RESULTADOS

Los resultados obtenidos de las 1566 vacas lecheras se indican en la figura 1, observándose que la actividad plasmática de las enzimas estudiadas presentó una alta dispersión de datos. Se apreció que el 37, 14 y 30% de las 1566 vacas tenían valores superiores a los límites de referencia establecidos por el laboratorio para GDH, AST y GGT, respectivamente (10).

La actividad plasmática de AST presentó mayor asociación con la de GDH (r=0.55; Figura 2a) que la GGT (r=0.44; Figura 3a), así como una mayor ABC (p=0.01; Figura 2b y 3b), al utilizar GDH >30 U/L para indicar daño hepático (Tabla 1).

Figura 1. Actividad plasmática de GDH y AST (a), GDH y GGT (b) y GGT y AST (c) en perfiles bioquímicos de vacas lecheras. En el gráfico de caja y bigotes: += media; • indica outliers.

La Se de la AST fue baja (28.2%), presentando una alta Es (94.8%) al utilizar el límite de referencia entregado por el laboratorio como punto de corte (AST<150 U/L) (Tabla 1). La máxima Se y Es de la actividad plasmática de AST para detectar daño hepático en la curva ROC fue cuando su valor alcanzó >110 U/L, logrando una Se de 70.3% y un incremento en la concordancia diagnóstica con la GDH (>0.300 en Kappa).

De las 697 vacas con valores de GDH y AST, el 35.6 y el 13.4%, respectivamente, tuvieron la actividad plasmática de dichas enzimas sobre sus valores de referencia. De los animales con GDH>30 U/L sólo un 27% tenían AST>150 U/L, porcentaje que se eleva al 43.7% al disminuir el punto de corte de AST a >110 U/L.

3477

Tabla 1. Área bajo la curva (ABC), sensibilidad (Se), especificidad (Es) y concordancia (Kappa) de la actividad plasmática de GDH, AST y GGT en vacas lecheras con daño hepático diagnosticado cuando GDH >30 U/L y GGT >39 U/L.

GDH >30 U/L GGT >39 U/L

AST >150 U/L

AST >110 U/L*

GGT >39 U/L

AST >150 U/L

AST >110 U/L*

n=1287 n=1287 n=418 n= 697 n=697

ABC 0.778 0.779 0.708 0.714 0.714

IC ABC 0.75-0.80 0.75-0.80 0.66-0.75 0.68-0.75 0.68-0.75

Se (%) 28.2 70.3 51.4 41.0 75.7

IC Se 24.1-32.5 65.9-74.5 43.8-59.0 34.7-47.5 69.8-81.0

Es (%) 94.8 71.1 77.8 85.2 52.6

IC Es 93.1-96.2 67.8-74.1 72.0-82.8 81.6-88.3 47.9-57.3

Kappa 0.267 0.394 0.299 0.282 0.245

*Punto crítico de máxima sensibilidad y especificidad.

Noro - Valoración diagnóstica de enzimas hepáticas

En los perfiles analizados 418 vacas tenían valores de GDH y GGT, entre ellas el 41.9 y 34.4% presentaron valores de GDH y GGT, respectivamente, sobre el límite superior de referencia. El 50.4% presentó valores de GGT >39 U/L cuando el de GDH fue >30 U/L. Además, la GGT presentó una mayor Se y concordancia diagnóstica para detectar daño hepático que la AST >150 U/L e inferior que la AST >110 U/L (Tabla 1).

El grado de asociación entre AST y GGT fue de r=0.42 (Figura 4a). AST >150 U/L presentó una baja Se para detectar daño hepático. Sin embargo, incrementó su Se al emplear como punto de corte AST >110 U/L, correspondiente al punto de máxima Se y Es de la curva ROC (Figura 4b), si bien se redujo la concordancia diagnóstica con GGT (Tabla 1).

Figura 3. Regresión lineal (IC 95%) entre la actividad plasmática de GGT y GDH (a) y curva ROC (IC 95%) de la actividad plasmática de GGT en vacas lecheras con daño hepático diagnosticado cuando GDH >30 U/L (b). En a, - - - - indica límite superior de referencia.

Figura 2. Regresión lineal (± 95% IC) entre las actividades plasmáticas de AST y GDH (a) y curva ROC (± 95% IC) de la actividad plasmática de AST en vacas lecheras con daño hepático diagnosticado cuando GDH >30U/L (b). En a, - - - indica límite superior de referencia.


DISCUSIÓN

Las actividades plasmáticas aumentadas de las enzimas GDH, AST y GGT observadas en un elevado porcentaje de las vacas indican que estos animales cursaban con algún grado de daño hepático, hepatocelular o canalicular, al momento de obtenerse la muestra para los perfiles bioquímicos (1). La mayor asociación de la AST con la GDH, así como la mayor ABC de la curva ROC para detectar daño hepático, en comparación con la GGT, se atribuye a la ubicación hepatocelular de las dos primeras, no así la GGT que es canalicular (5,6). La GDH plasmática es considerada específica del hígado, motivo por el cual se considera como prueba de oro para el diagnóstico de daño hepático, y por su ubicación mitocondrial, mayormente en la zona 3 del hígado (centrolobular), está incrementada en procesos agudos y tóxicos. Además, el incremento de la actividad plasmática de la GDH se produce con anterioridad al de la GGT, retornando a valores fisiológicos más precozmente por su corta vida media (3), no encontrándose por ello aumentada en procesos crónicos (4,11).

La GGT presenta muy buena Es para detectar daño hepático, incrementando su actividad plasmática por daño canalicular, en casos de colestasis, hiperplasia de ductos biliares, cirrosis y colangiocarcinoma (1,4-6). Por ello, su actividad plasmática está aumentada en vacas con fasciolosis, intoxicación por alcaloides de la pirrolizina y aflatoxinas (4,12).

La AST presentó una baja concordancia diagnóstica con la GDH cuando se empleó como punto de corte el límite superior de referencia utilizado por el laboratorio (>150 U/L) (10).

Resultado atribuible a la inespecíficidad de la AST al estar presente, en sus isoformas citosólica y mitocondrial, en diversos órganos, además de hígado, como eritrocitos, músculos esquelético y cardíaco y limitando su especificidad para diagnosticar alteraciones hepáticas (5). La actividad plasmática de AST aumenta rápidamente, de 6 a 8 horas posterior al daño hepático y habitualmente su incremento es proporcional a la severidad del daño celular, retornando a valores fisiológicos en pocos días. Por ello, su actividad plasmática aumenta de forma marcada en enfermedades agudas, mientras que un aumento leve pudo indicar enfermedades hepáticas crónicas (4,6). La actividad plasmática de AST elevada se observa en vacas con hepatitis infecciosa y tóxica, cirrosis, colestasis y lipidosis hepática; también se observó liberación de AST desde el hepatocito durante estadios de recuperación de injurias hepáticas (6).

El empleo de muestras con hemólisis in vitro u obtenidas de vacas que cursaban con daño muscular explicarían la baja concordancia entre GDH y AST (5,6). Es por eso que frente a la sospecha de una alteración muscular se indica determinar la actividad de la creatina quinasa (CK), la cual está aumentada en daño muscular y no en daño hepático (5,6). A la vez, como la mayor concordancia y punto de máxima Se y Es de la AST en la curva ROC fueron obtenidos con una actividad plasmática de AST mayor a 110 U/L, se infiere que el límite superior de referencia de esta enzima debería ser ajustado a este valor.

Las distintas afecciones hepáticas afectan de forma diversa el comportamiento de liberación enzimática. Por ejemplo, en la lipidosis hepática la actividad plasmática de GDH se incrementa más

Figura 4. Regresión lineal (IC 95%) entre las actividades plasmáticas de AST y GGT (a) y curva ROC (IC 95%) de la actividad plasmática de AST en vacas lecheras con daño canalicular diagnosticado cuando GGT>39 U/L (b). En a, - - - - indica límite superior de referencia.

3479Noro - Valoración diagnóstica de enzimas hepáticas

intensamente que las de GGT y AST (2). Por otro lado, en cabras intoxicadas experimentalmente con esporodesmina, toxina del hongo Pithomyces chartarum que produce el eczema facial, se observó un incremento de las actividades plasmáticas de la AST y GDH a los 7 días con un pico a los 14 ó 21 días, retornando a sus valores fisiológicos a los 28 y 35 días, respectivamente, mientras que la GGT incrementó desde el día 10 hasta el día 42 con valores máximos al día 28 y 35 (13). Finalmente, la infestación por Fasciola hepática incrementó la actividad plasmática de GDH y AST desde la 3a semana posterior a esta, asociado a la migración parasitaria, mientras que

la GGT aumentó desde la 8a semana, cuando el parásito adulto se ubicó en el canalículo biliar (14).

En conclusión, la actividad plasmática de AST en vacas lecheras se asocia mayormente con la de GDH que con la de GGT y su valor con máxima Se y Es para predecir daño hepático correspondería a >110 U/L.

Agradecimientos

A Helga Böhmwald Tecnóloga Medica, por su cooperación en los análisis bioquímicos.

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ABSTRACT

Objective. The aim of this paper is to analyze the frequency of the mdr1-1D mutation of the MDR1 gene in a dog sample of the Uruguayan Cimarron breed with the objective of increasing the knowledge of this breed’s genome. Materials and methods. Thirty-six animals of this breed were analyzed. The MDR1 gene region, which includes the location where the mutation would be present, was amplified by PCR. Results. The mutation was not detected in any of the analyzed Uruguayan Cimarron. Conclusions. The lack of described ivermectin intoxication cases in veterinary clinic in this breed is explained by the lack of the mutation object of this study. The sequence studied in Cimarron dogs is kept compared to other breeds, except Collies and related breeds (Border Collie, Bearded Collie, Old English sheepdog).

Key words: Dogs, mutations, pharmacogenetics (Source:CAB).

RESUMEN

Objetivo. El propósito de este trabajo fue analizar la frecuencia de la mutación mdr1-1D del gen MDR1 en una muestra de perros de raza Cimarrón Uruguayo con el fin de profundizar en el conocimiento del genoma del animal. Materiales y métodos. Se analizaron treinta y seis animales de la raza mencionada. La región del gen MDR1 que incluiría la mutación se amplificó por PCR. Resultados. En los perros cimarrones analizados no se detectó la mutación mencionada. Conclusiones. La ausencia de la mutación estudiada explicaría el hecho de que no se hayan descrito casos de intoxicación por ivermectina en esta raza. La secuencia en el perro Cimarrón es conservada respecto de otras razas caninas, excepto Collie y sus derivadas.

Palabras clave: Farmacogenética, mutaciones, perros (Fuente:CAB).

Analysis of mdr1-1Δ mutation of MDR1 gene in the “Cimarron Uruguayo” dog

Análisis de la mutación mdr1-1Δ del gen MDR1 en el perro Cimarrón Uruguayo

Rosa Gagliardi B,1* M.Sc, Cristina García G,2 Ph.D, Silvia Llambí D,1 Ph.D, María Arruga L,2 Ph.D.

1Universidad de la República, Facultad de Veterinaria, Área Genética. Montevideo, C.P. 11600, Uruguay. 2Universidad de Zaragoza, Facultad de Veterinaria, Laboratorio de Citogenética y Genética Molecular. Zaragoza, C. P. 50013, España. *Correspondencia: [email protected].

Recibido: Abril de 2012; Aceptado: Noviembre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3480-3483, 2013.

ORIGINAL

3481

INTRODUCTION

Cimarron dogs are the only native canine breed of Uruguay. It is believed that they are descendants of Mastiffs and Greyhounds (war and hunting dogs) introduced by colonizers and conquerors, that were used for game hunting and as shepherd dogs (1). In 1989 the Cimarron breed was officially recognized by the Rural Association of Uruguay (ARU) and the Uruguayan Kennel Club (KCU). At that moment, the Breeders Society of Uruguayan Cimarron dog was created which, along with the KCU, made the first official registry of the breed. Today, this registry has more than 6000 inscriptions in the genealogical records of the KCU. On February 21, 2006, the World Canine Organisation recognized the Uruguayan Cimarron as a breed in primary form, standard FCI nº 353 / 10.04.2006 / E (2). At the beginning of 2011 these animals were recognized definitely as a breed. Today, these animals have an important function in security and protection, as well as in working with cattle and in game hunting (2).

Currently, parasite control is achieved through the use of pharmaceutical products. Among these, the group of avermectins has received great acceptance due to its wide action spectrum both on endoparasites and ectoparasites and its high pharmacologic potency (doses are in the order of mg/kg). Ivermectin was introduced as an antiparasitic drug in 1981. It has had a wide diffusion and use in different species of domestic animals worldwide. Its use is considered safe because its action sites are limited to the central nervous system (CNS), and so they are protected by the blood-brain barrier. For intoxication to take place, doses of about mg/kg of weight are needed in most species. The symptomatology that appears during intoxication cases is due to a larger passage of the drug into the CNS. This was demonstrated in affected canines by finding high ivermectin concentrations at this level (3-5).

The MDR1 gene (“multiple drug resistance gene”), part of the ABC gene family (“ATP binding cassette”), codifies for P glycoprotein. This glycoprotein, among other functions, is responsible for limiting drug entry into the CNS. In Collie related breeds (Border Collie, Bearded Collie, English Shepherd, Australian Shepherd,

Scottish Shepherd) and long-hair Whippet and Silken Windhounds, the mdr1-1Δ mutation for this gene was described, which produces the a frame-shift followed by the formation of a stop codon, which leads to the formation of a protein that completely loses its function (3-6). Homozygote animals for this mutation have a phenotype sensible to ivermectin, which predisposes them to a potentially lethal neurotoxicosis (3-5, 7). In our country, in general, it is recommended not to use this drug in susceptible breeds. This makes its use limited, not being possible to take advantage of the benefits of this drug. In addition, there are other drugs (corticosteroids, chemotherapeutic agents) used in veterinary clinic that also interact with the mdr1-1Δ mutation and cause toxic reactions in canines, including heterozygote animals (4).

Very little is known about Cimarron dog’s genome. The aim of this paper is to analyze the frequency of the mdr1-1Δ mutation of the MDR1 gene in a sample of canines of the Uruguayan Cimarron breed with the objective of increasing the knowledge of MDR1 locus in this breed.

MATERIALS AND METHODS

Analysed samples. Thirty-six not related, Uruguayan Cimarron dogs from different regions of Uruguay, were analyzed. Blood samples were extracted from the anterobrachial vein or from the saphenous in asepsis conditions with EDTA anticoagulant.

DNA isolation. Isoamilic phenol-chloroform-alcohol and the Chelex 100 DNA extraction techniques were used, as they were previously described (1, 8).

PCR amplification. The region of the MDR1 gene, which would include the mdr1-1Δ mutation (Figure 1) was amplified using a couple of primers according to Neff et al (4) (amplification program used: denaturalization: 95ºC, 4 minutes; 35 cycles of 95ºC, 1 minute, 56ºC, 30 seconds, 72ºC, 45 seconds). The amplifications were made using the thermocycler Multi Gene II from Labnet.

Figure 1. Sequence of a region from MDR1 gene. Bolds: Regions where primers anneal. The deletion is marked.

Gagliardi - Análisis de la mutación mdr1-1D del fen MDR1


Primers:Forward: GGC TTG ATA GGT TGT ATA TGT TGG TGReverse: ATT ATA ACT GGA AAA GTT TTG TTT C

Sample analysis. The analyzed samples were sequenced in a sequencer 3730 XL DNA Analyzer (AB USA) in Macrogen Inc sequencing service, Korea, and the results were read with the BioEdit program (free distribution) (9).

RESULTS

A fragment of 154bp was obtained from the PCR amplification. The analysis of this region where the mdr1-1Δ mutation should be present showed that the studied animals did not have it. In figure 2 the obtained sequences for 10 of the 36 analyzed Cimarron dogs are shown, along with 4 Collie samples, which have the mutation.

DISCUSSION

The mdr1-1Δ mutation is present in several canine breeds with different frequencies (1, 3, 4, 10). The results found in this work are those expected if we consider the fact that Cimarron dogs come from breeds of Spanish origin, among which there are no Collies (English origin). However, since little is known about this breed, as mentioned above, it is interesting to discard the presence of mdr1-1Δ mutation in the breed. In previous studies (4) a frequency of the mdr1-1Δ mutation between 4% and 50% has been found in different

breeds. Considering the variable frequency in which this mutation appears in the different breeds, we cannot discard the appearance of such mutation as the number of Cimarron dogs increases (1, 3, 4). On the other side, it should be taken into account that it was only in the 1970`s decade that the recuperation of the breed began in Cerro Largo (North-eastern province of Uruguay). From this point on, the animals were spread to the rest of the country (1), and in 1988 the Cimarron Breeders Society was founded. Before this, these dogs had little breeding control, being mainly used to work with cattle (1). In rural areas, they could have bred with other breeds. The fact of not finding the mutation could be considered as proof to discard crossbreeding with breeds that do have the mutation. On the other hand, due to the frequencies in which the mutation was described previously (0.6-54.6%) (1, 3, 4, 10) and considering that the number of animals sequenced in this work is relatively low (N=36), we consider that it is important to continue increasing the population sample. Another factor to be taken into account and that would justify the continuity of this study, is the interaction between the mutation analyzed and the different drugs used in Veterinary Clinic.

It may be concluded that the lack of described ivermectin intoxication cases in veterinary clinic in this breed is explained by the absence of the mutation analyzed. On the other side, the sequence studied in Cimarron dogs is conserved compared to other breeds, except Collie and related animals.

Figure 2. Sequence of the analyzed region of MDR1 gene. Samples with the mutation are Collie dogs (boxes).

3483Gagliardi - Análisis de la mutación mdr1-1D del fen MDR1

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REFERENCES

3484

RESUMEN

Objetivo. El objetivo de este trabajo fue caracterizar en el biomodelo Mesocricetus auratus la sintomatología y lesiones anatomopatológicas que provocan 5 aislados clínicos de Leptospira spp., provenientes de Nicaragua. Materiales y métodos. Con este fin se inocularon 50 hámster por vía i.p con 1mL del cultivo de cada una de las cepas en fase exponencial teniendo una concentración celular de 7.5 x 106 leptospira/mL (10 animales por cepa), evaluándose signos de la enfermedad, mortalidad durante 14 días, lesiones anatomopatológicas macroscópicas y microscópicas mediante tinción con hematoxilina-eosina y tinción de Warthyn Starryn. Resultados. Todas las cepas presentaron alta mortalidad, mostrando un cuadro tanto clínico, como lesional característico de la infección experimental. Además, causaron la muerte al 100% de los animales entre el tercer y décimo día postinfección. En el estudio anatomopatológico la cepa del serogrupo Ballum y la del serogrupo Pomona produjeron focos de hemorragias específicamente en el riñón y pulmones. De forma similar ocurrió una congestión hepática y renal, mientras que la hemorragia renal fue observada con mayor frecuencia en la cepa del serogrupo Pomona, diferenciándose del resto de las cepas que mostraron esta lesión con menos frecuencia. Conclusiones. Este trabajo permitió una mayor caracterización de estas cepas siendo utilizadas como futuras candidatas vacunales frente a una nueva epidemia de Leptospirosis en Nicaragua.

Palabras clave: Hámster Sirio, Leptospira, lesiones anatomopatológicas, síntomas (Fuente: AIMS).

Estudio anatomopatológico de aislados de Leptospira spp., provenientes de Nicaragua en Mesocricetus auratus

como biomodelo

Anatomopathologic study of Leptospira spp., isolated in Nicaragua in Mesocricetus auratus as biomodel

Luis Rosario F,1 M.Sc, Daniel Arencibia A,2* M.Sc, Niurka Batista S,2 M.Sc, Willian Jirón T,3 M.Sc, Juan Infante B,2 Ph.D.

1Instituto de Farmacia y Alimentos (IFAL, U.H), Habana, Cuba. 2Instituto Finlay, Vicepresidencia de Investigaciones, Habana, Cuba. 3Escuela de Veterinaria (UNAN), León, Nicaragua.*Correspondencia: [email protected]

Recibido: Marzo de 2012; Aceptado: Diciembre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3484-3491, 2013.

ORIGINAL

3485

ABSTRACT

Objective. The aim of this study was to characterize the symptomatology and anatomopathological lesions caused by 5 clinical isolated Leptospira spp. from Nicaragua in a Mesocricetus auratus biomodel. Materials and methods. 50 hamsters were inoculated via i.p with 1mL of the culture of each strain in exponential phase having a cellular concentration of 7.5 x 106 leptospira/mL, (10 animals per strain). Signs of the disease, mortality during 14 days, and macroscopic and microscopic anatomopathological lesions by haematoxylin-eosin and Warthyn Starryn stain technique were evaluated. Results. All the strains presented high mortality, showing clinical lesions of the experimental infection. Death to 100% of the animals was caused between the third and tenth day post-infection. In the anatomopathologic study, the strains of the Ballum and Pomona serogroup produced haemorrhaging specifically in the kidney and lungs. The animals manifested hepatic and renal congestion, while the renal haemorrhage was observed with more frequency in the strain of the Pomona serogroup, differing from the other strains, which presented this lesion less frequently. Conclusions. This work allowed a better characterization of these strains in order to use them as future vaccine candidates for future Leptospirosis epidemics in Nicaragua.

Key words: Anatomopathological lesions, Leptospira, symptoms, Syrian hamster (Source: AIMS).

INTRODUCCIÓN

La leptospirosis, es una de las zoonosis bacterianas más difundidas en el mundo (1,2). El agente causal de esta enfermedad es una bacteria delgada y helicoidal con una activa motilidad, las cuales se agrupan en cuatro especies saprófitas y 12 patógenas, que incluyen alrededor de 250 serovares (3). Debido a las afecciones que produce en el hombre y los animales, así como por su repercusión económica en los países desarrollados y en vías de desarrollo, constituye una importante y permanente preocupación para la medicina humana y veterinaria (4).

En Cuba existe un programa de lucha contra la leptospirosis que incluye la vacunación profiláctica para humanos y animales con los productos vacunales vax-SPIRAL® y Polivalente-Leptospira. Estas vacunas son de células enteras inactivadas, con o sin adyuvante, que incluyen en sus formulaciones a los serovares de mayor circulación en el país (2). Estos productos biofarmacéuticos cuentan entre sus principales desventajas la falta de inmunoprotección cruzada contra los serovares no incluidos en la formulación (5).

En algunos países de la región como la República de Nicaragua se han producido epidemias importantes asociadas fundamentalmente con eventos climatológicos severos. Durante los meses de octubre-noviembre del 2007, este país sufrió severas inundaciones provocadas por el huracán Félix, que condujeron al desarrollo de una epidemia con brotes de leptospirosis fundamentalmente en los departamentos de León y Chinandega. De este brote fueron aisladas 8

cepas de leptospira de pacientes con evidencia epidemiológica y sintomatológica característica de leptospirosis (6).

Para la República de Nicaragua la leptospirosis es una enfermedad endémica, en especial de algunas regiones, con una alta presentación de casos clínicos asociados a eventos climatológicos extremos como las lluvias intensas y con una prevalencia mediana con tendencia a alta (6-8). Además, es sostenida en el tiempo y en cualquier condición por la existencia de factores de riesgo que lo favorecen (roedores, problemas de higiene, baja percepción de riesgos, prácticas agrícolas y de crianza de animales inadecuadas) (6-8). Pese a ser un problema, no existen prácticas de reducción de riesgos en humanos; incluida la vacunación que permita la reducción de la vulnerabilidad de la población humana y animal a la enfermedad.

Este hecho constituye un constante desafío para los productores y comercializadores, así como para la evaluación de la eficacia de las mismas en nuevos mercados. La principal estrategia en este sentido es la determinación de la sobrevivencia de biomodelos relevantes inmunizados y luego retados con cepas altamente virulentas pertenecientes a serovares y serogrupos distintos a los presentes en la vacuna aislada del nuevo contexto epidemiológico. Igualmente, una estrategia viable para estos grupos de productores constituye la generación de formulaciones confeccionadas con cepas procedentes de la región de los nuevos clientes (2,6).

Rosario - Estudio anatomopatológico de aislados de Leptospira spp.


En todos los casos se recomienda inicialmente una adecuada caracterización sintomatológica y anatomopatológica en biomodelos experimentales a partir de aislamientos procedentes de estudios epidemiológicos (3,9).

El objetivo de este trabajo fue realizar un estudio anatomopatológico de aislamientos de Leptospira spp., provenientes de Nicaragua utilizando el Mesocricetus auratus (hámster Sirio) como biomodelo.


Cepas. Se utilizaron en el estudio 5 cepas provenientes de pacientes con evidencias clínicas y epidemiológicas de la enfermedad leptospirosis del brote ocurrido en los departamentos de León y Chinandega, la parte más noroccidental de la República de Nicaragua (Tabla 1). Todas las cepas fueron cultivados en medio líquido Ellinghausen-McCullough-Johnson-Harris (EMJH) (10) a 28°C; siendo conservadas en medio semisólido Fletcher a una temperatura entre 28-30°C. Se mantuvieron mediante cultivos semanales en el medio proteico EMJH, bajo condiciones estáticas a 28-30°C (9).

Para todos los experimentos, los animales se distribuyeron de forma aleatoria en cajas modelo T3 (Macrolón, TECNIPLASTIC, Tecniplast International, Italia). Se ubicaron en grupos individuales de 5 a 6 animales por caja, utilizando como encamado el bagazo de caña de azúcar desmeollado con previa esterilización en autoclave a 121°C y 1.5 atm de presión durante 25 minutos; el cual se cambió dos veces por semana. Todas las operaciones de esta investigación se realizaron siguiendo las Buenas Prácticas de Laboratorio (BPL) (11), establecidas en los Procedimientos Normalizados de Operaciones (PNO), teniendo en cuenta las normas y regulaciones bioéticas vigentes tanto nacionales como internacionales (12).

El protocolo de esta investigación fue revisado y aprobado por el comité de ética institucional. (Comité de Ética, Instituto Finlay, Cuba).

Evaluación de la sintomatología clínica y mortalidad en el biomodelo Mesocricetus auratus (Hámster Sirio). Para realizar este estudio se inocularon 10 animales/cepa utilizando la vía intraperitoneal (i.p). Se utilizó un inoculo de 1 mL del cultivo en fase exponencial teniendo una concentración celular de 7.5 x 106 leptospira/mL. Se evaluaron las variables signos de la enfermedad y mortalidad durante 14 días. Se consideró como criterio de aceptación que las cepas desarrollaran la infección leptospirósica y/o lograran el 100% de mortalidad en ese período (13). La observación clínica se realizó diariamente durante 14 días post-inoculación para evaluar la aparición de signos clínicos como pilo erección, excitabilidad, ictero de piel y mucosas, hemorragias a través de los orificios naturales, postración y muerte. La mortalidad fue expresada en porciento según la siguiente fórmula: Mortalidad(%)= #de animales muertos*100/Total de animales inoculados.

Estudio anatomopatológico de las cepas seleccionadas en el biomodelo Mesocricetus auratus. En todos los experimentos se realizaron estudios anatomopatológicos por métodos convencionales (3,9,14), realizando la observación macroscópica de los órganos “In situ” y se tomaron muestras para los estudios histopatológicos de los tejidos que se consideraron (3,9,14). En todos los casos se tomaron muestras del área afectada, del área sana y del área limítrofe. Una vez realizada la necropsia, observarse y describirse las lesiones desde el punto de vista macroscópico, las muestras tomadas fueron fijados en formol neutro al 10% durante 72 horas. Luego se realizó una tinción con Hematoxilina-Eosina y Warthyn Starry (14). Tanto los signos clínicos como las alteraciones macroscópicas y descripciones

Tabla 1. Identidad de las 5 aislamientos utilizados en este estudio.

Número Código Origen Serogrupo1 3507 León Icteroahemorrhagiae

2 6307 Chinandega Pomona

3 8807 Chinandega Ballum

4 4207 Chinandega Sejroe

5 7407 León Sejroe

Animales de experimentación. En este trabajo se utilizó el biomodelo Mesocricetus auratus (Hámster Sirio) y se emplearon animales de sexo hembras, con peso entre 45-50 g, procedentes del Centro para la Producción de Animales de Laboratorio (CENPALAB, La Habana, Cuba) recepcionados con sus correspondientes certificados de calidad higiénico-sanitaria y genética.

Los animales permanecieron bajo condiciones controladas de temperatura (21-24ºC), humedad relativa (50-60%), ciclo alternado de luz/oscuridad de 12 h, recibieron alimentación y agua acidulada con HCl a un pH 2.5 ad libitum. El alimento fue suministrado por CENPALAB y consistió en pienso concentrado para roedores, el cual fue adquirido con sus correspondientes certificados de calidad bromatológica e higiénico-sanitaria.

3487Rosario - Estudio anatomopatológico de aislados de Leptospira spp.

microscópicas fueron recogidos en protocolos establecidos al efecto.

Análisis estadístico. Las variables categóricas (frecuencia de animales con determinados síntomas clínicos) representadas por la comparación de proporciones fueron analizadas con Chi Cuadrado (χ2) prefijando una p≤0.01. El análisis se realizó empleando el Statsoft para Windows STATISTICA (15).

RESULTADOS

Todas los aislamientos generaron una alta mortalidad, mostrando un cuadro clínico característico de la infección experimental (pilo erección, excitabilidad, signos nerviosos, hemorragias por los orificios nasales, postración) (Tabla 2). Desde el punto de vista anatomopatológico

macroscópico se constataron evidencias inequívocas del establecimiento de la enfermedad, con daños graves en órganos. Las cepas 8807 (serogrupo Ballum) y 6307 (serogrupo Pomona) produjeron focos de hemorragias específicamente en el riñón y pulmones. De forma similar ocurrió una congestión hepática y renal, mientras que la hemorragia renal fue observada con mayor frecuencia en la cepa 6307 (serogrupo Pomona) diferenciándose del resto de las cepas las cuales mostraron esta lesión con menos frecuencia.

Histológicamente el hígado, los riñones y los pulmones resultaron ser los órganos más afectados. El hígado mostró congestión grave y desorganización de los cordones de hepatocitos con focos hemorrágicos y necróticos en los estados más avanzados (Figura 3 E y F). Además, se observó necrosis centrolobulillar (Figura 3E) e infiltración linfocitaria en el espacio porta (9,18,19), Se destaca la presencia de linfocitos dada por su morfología celular no granulada y núcleo redondo en este tipo de infección (21). Además, en la figura 3 F se observa la presencia de neutrófilos disgregados por todo el tejido (9,17,18).

En los riñones se encontró una degeneración grave del epitelio tubular, hemorragias, infiltración de leucocitos y cilindros hialinos (Figura 3 A y B) (9,18,19). Los pulmones se caracterizaron por la presencia de enfisemas con alvéolos dilatados y destruidos (Figura 3 C y D), graves congestiones y hemorragias (Figura 3 C), unido a la presencia de polimorfonucleares neutrófilos en los septos alveolares (9,17,18). Se constató la presencia de neutrófilos; caracterizados por su morfología celular que permite distinguirlos de otros leucocitos por contener un núcleo con varios lóbulos (21). Además, esta infiltración es típica en la infección experimental de la Leptospirosis (3,9).

Tabla 2. Signos clínicos observados en los animales retados con las diferentes cepas de leptospiras virulentas en estudio.

Cepa

Signos Clínicos

P E IPM HON PO M (%)

3507 4* 3 9 1* 9 100

4207 9 6 0* 0* 10 100

6307 10 10 10 10 10 100

7407 9 6 0* 0* 10 100

8807 10 9 10 10 10 100

*Diferencias estadísticamente significativas (p≤0.01) por columnas, obtenidas de la aplicación de la prueba de Chi Cuadrado (χ2). P=Piloerección, E=Excitabilidad, IPM=Ictero piel y mucosas, HON=Hemorragias orificios naturales, PO=Postración y M=Mortalidad.

Figura 1. Hámsters infectados con leptospiras mostrando postración y hemorragias por los orificios nasales.

Figura 2. Hámsters infectados con Leptospiras mostrando ictero y hemorragias pulmonares focales.

En la figura 1 se puede observar animales con presencia de hemorragias por los orificios nasales y postración. De igual forma se destacó el cuadro lesional caracterizado por ictero, grave congestión en todos los órganos, hemorragias pulmonares focales, entre otros), (Figura 2). Además, causaron la muerte del 100 % de los animales entre el tercer y décimo día postinfección (9, 16-20).


DISCUSIÓN

Se pudo observar que la frecuencia de aparición de los signos estudiados fue variable entre las diferentes cepas evaluadas (Tabla 2). La piloerección fue un signo clínico generalizado en la mayoría de las cepas, exceptuando la cepa 3507 (Serogrupo Icterohaemorrhagiae) la cual difirió (p≤0.01) del resto de las cepas que presentaron una menor frecuencia de aparición. Este signo está asociado al establecimiento de la fase leptospirémica de la enfermedad y a los picos de fiebre bifásicos (9,22,23). Igualmente la excitabilidad es un signo que por lo general se manifiesta cuando aparecen estos picos de fiebre y comienza los daños a nivel de Sistema Nervioso Central (SNC), (9,22-24).

La leptospirosis puede presentarse de forma ictérica o anictérica, lo cual está dado entre otros factores por las características propias de cada cepa (Figura 2), (9,16-18). En este estudio sólo el serogrupo Sejroe (cepas 4207 y 7407) se comportó de forma anictérica en el biomodelo animal.

A pesar de que en la etiopatogenia de la leptospirosis se describe y es conocido que provoca ruptura del endotelio vascular (9,16-18), no se encontraron, en todos los casos, evidencias en la ocurrencia de hemorragias a través de los orificios naturales. Manifestándose sólo para las cepas 3507, 4207 y 7407 (p≤0.01) indicando que posiblemente cuando la enfermedad transcurre de forma muy aguda, de 3 a 5 días, es más

Figura 3. A y B: Corte histopatológico de riñón. C y D: Corte histopatológico de pulmón. E y F: Corte histopatológico de hígado. HE x 120.

A B C

D E F

visible este evento que cuando transcurren más de 7 días.

Los focos de hemorragias específicamente en el riñón y pulmones producidos por las cepas 8807 (serogrupo Ballum) y 6307 (serogrupo Pomona), así como la congestión hepática y renal, están en correspondencia con los obtenidos comúnmente para cepas de Leptospira altamente virulentas (6,19).

La hemorragia renal fue observada con mayor frecuencia en la cepa 6307 (serogrupo Pomona) diferenciándose del resto de las cepas las cuales mostraron esta lesión con menos frecuencia (25).

La presencia de leptospiras identificadas en la totalidad de los órganos investigados por la técnica argéntica de Warthyn Starryn resultó ser una evidencia inequívoca de la circulación e invasividad de las espiroquetas en los animales infectados, siendo observados en la figura 4 A y B en un corte histopatológico de riñón y en la figura 4 C en un corte histopatológico de hígado. Los cuadros lesionales con mayor número de leptospiras demostradas con esta técnica correspondieron a los serogrupos Ballum y Pomona; no obstante, en todos los animales infectados pudieron observarse las lesiones y los gérmenes en diferentes órganos. Otros órganos que presentaron lesiones fueron el corazón, con graves hemorragias e infartos agudos, y el sistema nervioso central que se observó


Figura 4. A y B: Corte histopatológico de riñón mostrando conglomerados de leptospirosis a nivel de los túmulos. C: Corte histopatológico de hígado mostrando conglomerados de leptospiras (ver flechas). Tinción especial de Warthyn Starryn. Magnificación: 260 X.

congestivo a nivel de los vasos meníngeos. Por otra parte, en el bazo se destacó la congestión de los cordones y depósito de hemosiderina libre y fagocitada lo cual concuerda con lo descrito por Adler et al (9).

Puede plantearse que desde el punto de vista anatomopatológico macroscópico, predominó la presencia de cuadros congestivos y hemorrágicos en todos los órganos y sistemas, la presencia de ictero tanto en piel como en mucosas se evidenció en la mayoría de las cepas, con excepción del serogrupo Sejroe al comportarse de forma anictérica. El análisis microscópico corroboró el hallazgo general y constante de procesos congestivos y hemorrágicos junto a lesiones propias de caquexia (degeneraciones mucoides renales, cardiacas y agotamiento esplénico). Todo lo cual coincide con las lesiones más comunes descritas en las especies animales infectadas natural o experimentalmente por este germen (9,16-18). Los hallazgos histológicos encontrados en hígado, riñón y los pulmones son similares a los encontrados en animales y el hombre (9,20,23,25-27) y coincide además con los encontrados en las personas contagiadas con leptospirosis en diferentes brotes epidemiológicos en la República de Nicaragua (6,8,28), donde fueron aisladas numerosas cepas dentro de las cuales se encuentra las utilizadas en esta investigación.

Contar con aislamientos de cepas pertenecientes a diferentes serogrupos y serovares como candidatos vacunales, caracterizados por una alta virulencia, representativos de los serogrupos que estén circulando en una región determinada, simplificaría gradualmente la confección de una vacuna antileptospirósica hecha a la medida (6,8,13,29,30). Por tanto una evaluación más completa de la capacidad de candidatos vacunales para inducir una respuesta inmunoprotectora. Esto requiere un panel bien caracterizado de cepas virulentas que representen los serovares de importancia tanto desde el punto de vista clínico y epidemiológico (6,8,13,29,30).

El término de alta virulencia y sobre todo que a nivel experimental se logró mimetizar el proceso tanto agudo como crónico de la enfermedad leptospirósica mediante biomodelos, constituyen los parámetros evaluativos más importantes a llevar a cabo durante la investigación preclínica de vacunas humanas y/o veterinarias (31). Esto es importante para la elaboración de candidatos vacunales eficientes y la evaluación de pruebas de potencia de vacunas ya existentes en el mercado (31).

En conclusión se realizó una mayor caracterización de las cinco cepas estudiadas lo que permitirá su utilización como futuros canditatos vacunales frente a una nueva epidemia de Leptospirosis en Nicaragua.


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3492

RESUMEN

Objetivo. Comparar la eficiencia de remoción de sólidos, turbidez y color aparente en un decantador convencional y uno de columna en un sistema de recirculación acuícola (SRA) para cultivo de tilapia. Materiales y métodos. Se cultivaron tilapias con densidad entre 30 y 33 kg/m3 en un SRA, el cual constó de: caja de nivel constante, tubería en PVC, tres tanques de cultivo, decantador convencional de flujo horizontal (D.Con), decantador de columna de flujo ascendente (D.Col), reactor de lecho fluidizado trifásico, reactor para transferencia de oxígeno, compresor, blower, electrobomba. El D.Con operó con volumen útil (VU) de 1.4 m3 y tiempo de retención hidráulica (TRH) de 2.94 h, fue vaciado una vez por semana para lavado y colecta del lodo, representando sustitución del 55% del volumen del sistema. El D.Col operó con 0.30 m3 de VU y TRH de 0.553 h. Se realizaron 3 sangrados diarios, representando sustitución semanal de 50% del volumen. Resultados. Las eficiencias promedio de remoción fueron: para sólidos totales de 34.01 y 44.44%; sólidos suspendidos 64.45% y 71.71%; sólidos volátiles 21.10 y 45.65%; para turbidez 65.51 y 62.79%; para color aparente 56.37 y 50.91%, respectivamente en el D.Con y el D.Col. Conclusiones. Ambos decantadores son útiles en la remoción de los parámetros estudiados y presentaron comportamientos semejantes en remoción de turbidez y color aparente. Sin embargo, el D.Col es más eficiente que el convencional para remoción de los sólidos, ocupa menor espacio, menor volumen y requiere menor porcentaje de renovación, mostrando viabilidad para su utilización en SRA.

Palabras clave: Acuicultura, gravimetría, recirculación, tilapia, SRA (Fuente: DeCS).

Desempeño de tanques decantadores de sólidos en un sistema de recirculación para producción de tilapia

Performance of sedimentation tanks in a recirculating system for tilapia production

Yemall Maigual E,1 M.Sc, Iván Sánchez O,1* M.Sc, Tsunao Matsumoto,2 Ph.D.

1Universidad de Nariño, Departamento de Recursos Hidrobiológicos. Ciudad Universitaria, Barrio Torobajo Carrera 42 # 18-109. San Juan de Pasto, Nariño, Colombia. 2Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho UNESP, Campus de Ilha Solteira, Faculdade de Engenharia, Departamento de Engenharia Civil. Alameda Bahia, 550 CEP: 15.385-000 - Ilha Solteira, São Paulo – Brasil. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Diciembre de 2011; Aceptado: Septiembre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3492-3500, 2013.

ORIGINAL

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ABSTRACT

Objective. To compare the removal efficiency of solids, turbidity and apparent color between a conventional and a column settling tanks in a recirculating aquaculture system (RAS) for tilapia farming. Materials and methods. Tilapia with a stocking density between 30 and 33 kg/m3 were cultured in a RAS consisting of a water level control box, PVC piping system, three plastic tanks for culture, conventional horizontal flow settling tank (Con.ST), column vertical flow settling tank (Col.ST), three phase fluidized bed reactor, oxygen transfer reactor, air compressor, air blower, centrifugal pump. The Con.ST operated at a volume of 1.4 m3 and hydraulic retention time (HRT) of 2.94 h; and was drained weekly for washing and sludge collection, representing a 55%discharge of system water volume. The Col.ST operated with a volume of 0.30 m3 and HRT of 0.553 h. Three daily partial draining operations were executed, representing a discharge of 50% of the system volume. Results. The mean solids removal efficiencies were: 34.01 and 44.44%for total solids; 64.45 and 71.71% for suspended solids; 21.10 and 45.65% volatile solids; 65.51% and 62.79% for turbidity; and 56.37 and 50.91% for apparent color, respectively for Con.ST and Col.ST. Conclusions. The two settling devices are useful on removal of the studied parameters and presented similar performance on turbidity and apparent color removal; however, the Col.ST was more efficient than Con.ST for solids removal, requires less space, less volume and requires less discharge water volume, displaying feasibility for its use on RAS.

Key words. Aquaculture, gravimetry, recirculation, tilapia, RAS (Source: DeCS).

INTRODUCCIÓN

Las actividades ejercidas por el hombre, como la acuicultura, producen efectos negativos en la biota acuática (1). La intensificación de la acuicultura ha provocado un incremento en la concentración de nutrientes, conduciendo al aumento de la materia orgánica e inorgánica, presencia de sólidos disueltos, e hipernitrificación de los cuerpos hídricos, esto promueve la introducción de otros residuos, como substancias químicas y los antibióticos que pueden contaminar el ambiente (2).

La naturaleza y la extensión de los impactos ambientales producidos por los efluentes de la acuicultura dependen del tipo de sistema de cultivo, de las tasas de producción, de la calidad y cantidad de la fuente y del tiempo de retención hidráulica (TRH). Así mismo del cuerpo receptor, de la especie cultivada y las fases de producción, del tipo de alimento y las tasas de alimentación y de procedimientos de manejo como el tratamiento de los efluentes (3).

El vertimiento de efluentes crudos o con tratamiento insuficiente en los cuerpos receptores generan impactos negativos en sus características físico químicas, constituyendo riesgos potenciales para la salud pública en comunidades rurales. Principalmente cuando tales cuerpos son utilizados como fuentes de agua doméstica sin el debido tratamiento o si se usan con fines recreacionales (4,5). Para evitar tales impactos existen diversas directrices, guías, restricciones y normativas regionales, nacionales

e internacionales que regulan la disposición final de efluentes en los recursos hídricos o en el suelo (6-11).

Para producir biomasa a partir de organismos acuáticos se pueden emplear sistemas semicerrados o cerrados (12), los cuales incrementan el tiempo de uso del agua en el sistema y permiten la remoción de parte de los contaminantes presentes en los efluentes.

Entre las principales razones que justifican intensificar la producción acuícola se encuentran: la regulación ambiental que prohíbe o limita la disposición final de las aguas residuales (13). Son importantes los riesgos de bioseguridad que limitan la captación y uso de cierto tipo de aguas, escasez y/o costo del liquido, la demanda por el control de calidad y transparencia del agua, el alto costo del alimento, limitaciones de espacio y el control térmico (13).

Los sistemas de recirculación acuícola (SRA) son sistemas cerrados que representan alternativas compactas para el cultivo intensivo de especies (14). Se requieren menos del 10% del agua y una proporción mucho menor de área que las requeridas por otros sistemas acuícolas para producir la misma cantidad de peces (14).

Los SRA deben incluir dispositivos para el mejoramiento y mantenimiento de la calidad del agua dentro de los rangos óptimos requeridos por las especies cultivadas. De igual manera,

Maigual - Desempeño de diferentes tanques decantadores


la presencia de sistemas de tratamiento de las aguas garantiza que en un vertimiento eventual de los efluentes se minimicen los impactos producidos en el ambiente.

La remoción de sólidos separados de manera rápida y oportuna, facilita el tratamiento complementario posterior de las aguas residuales (AR). Por ello la remoción de partículas de concentrado no consumido, heces y flocs de los bioreactores en un SRA, constituye el proceso unitario más relevante (15). Lo anterior es importante en un SRA debido a que el agua se recircula por bombeo. Mc Millan et al (16) evaluaron los efectos del bombeo en el tamaño de las partículas presentes en el agua de un SRA y sus resultados mostraron que las bombas quiebran las partículas de mayor tamaño y generan partículas con tamaños moderadamente menores cuya remoción resulta más difícil y costosa.

Tanto en los tanques de cultivo como en las unidades de sedimentación de los sistemas de recirculación la acumulación de los sólidos puede promover un ambiente capaz de albergar patógenos. Adicionalmente, los sólidos que no son rápidamente eliminados pueden desintegrarse en partículas menores que liberan nutrientes, degradan la calidad del agua y ejercen demanda biológica de oxígeno (17).

Para la remoción de sólidos en las unidades de cultivo, es muy común en acuacultura el uso de tanques circulares con entrada tangencial del agua y salida localizada en el fondo ya que permiten obtener patrones de flujo más estables. Esto permite una distribución más homogénea del oxígeno disuelto y los metabolitos y mejores condiciones de auto limpieza, gracias a las características de flujo rotacional (18).

Para la remoción de partículas del agua residual se utilizan diversos métodos, los cuales pueden clasificarse como: filtración mecánica, también conocida como colado o micro tamizado, la filtración profunda, llamada filtración por arena y la sedimentación. También es posible el uso de otros métodos para la remoción de partículas, tales como la flotación y la filtración a través de membranas (19).

La sedimentación, es la separación por acción de la gravedad, de partículas suspendidas cuya masa específica es mayor que la del agua (20). La filtración mecánica se realiza a través de dispositivos tales como rejillas o tamices que retienen partículas y objetos de cierto tamaño y permiten el paso del líquido, la filtración profunda consiste en la remoción de partículas

cuando el agua es forzada a fluir a través de capas de material granular de diversos tamaños y espesores (19).

El objetivo del presente trabajo fue comparar la eficiencia en la remoción de sólidos totales, suspendidos y volátiles, así como la disminución de la turbidez y color aparente en dos tipos de decantadores utilizados como mecanismos de tratamiento primario en un sistema de recirculación para el cultivo de tilapia nilótica.


Sitio de estudio. Los dos experimentos se realizaron en los Laboratorios de Hidrología e Hidrometría y Saneamiento de la Facultad de Ingeniería de la Universidade Estadual Paulista UNESP, campus de Ilha Solteira, São Paulo (Brasil), localizado en las coordenadas 20°25’58” de latitud sur y 51°20’33” de longitud oeste, a una altitud de 335 metros sobre el nivel del mar.

Componentes del sistema evaluado. El SRA estuvo compuesto por: una caja de nivel constante, un sistema de tubos de PVC para distribución del agua, tres tanques plásticos para el cultivo de los peces dotados de entrada tangencial del líquido por tubería vertical perforada y salida de fondo, un tubo semicircular para control del nivel en los 3 tanques y colecta de sus efluentes, sistemas de decantación para remoción de sólidos de tipo convencional y de flujo ascendente, un reactor aerobio de lecho fluidizado con circulación en tubos concéntricos, un reactor tubular para transferencia de oxígeno y remoción de CO2, un compresor y un blower para generación, distribución e inyección de aire en reactores y las unidades de cultivo respectivamente, una bomba centrífuga para recirculación del efluente tratado y un tanque de succión. El perfil esquemático del sistema se presenta en la figura 1.

Animales, densidad de cultivo y alimentación. El cultivo de tilapia nilótica en el SRA se realizó con una densidad máxima que osciló entre 30 y 33 kg/m3. Los animales utilizados en ambos experimentos provenían de una estación de cultivo de tilapia en jaulas flotantes localizada en un brazo del río São José dos Dourados en cercanías a la ciudad de Ilha Solteira. Los pesos promedio iniciales de los animales utilizados fueron de 280 g y 323 g para el primer y segundo experimento respectivamente, se realizó una comparación de medias de los pesos de los peces sembrados y se observó que no hubo diferencias estadísticamente significativas pues se obtuvo un valor p de 0.0679. En ambas experiencias

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los peces fueron alimentados con concentrado comercial a razón de 1.2% de la biomasa por día.

Parámetros evaluados. Se utilizó el método gravimétrico para la determinación de las concentraciones de sólidos totales (ST), sólidos suspendidos totales (SST) y sólidos disueltos totales (SDT). El color se determinó por método espectrofotométrico y la turbidez por método nefelométrico según lo recomendado por APHA, AWWA & WEF (21).

En el primer experimento, donde se evaluó el desempeño del sedimentador convencional se tomaron muestras tres veces por semana, para un total de 18 datos por parámetro; en el segundo experimento, donde se utilizó el sedimentador de flujo ascendente se tomaron muestras dos veces por semana, para un total de 23 datos por parámetro.

En cada experimento los puntos de muestreo

se localizaron a la entrada y a la salida de la unidad de decantación, las muestras se tomaron por medio de válvulas dispuestas para tal fin en las tuberías de conducción del afluente y del efluente.

Para calcular las eficiencias de remoción en las unidades de decantación se multiplicó por 100 la diferencia de valores a la entrada (afluente) y a la salida (efluente) de la unidad de decantación en estudio y se dividió entre el valor registrado en el afluente. Los valores de eficiencias de remoción para cada parámetro obtenidos en los dos decantadores fueron sometidos a un análisis de comparación de medias utilizando para ello el software Statgraphics Centurión XV.II. Detalles de las unidades de decantación. Los sistemas de decantación fueron diseñados para remoción de partículas sólidas con diámetro mayor o igual a 0.2 mm. Los detalles y medidas principales de las unidades de decantación evaluadas se presentan en la figura 2.

Figura 1. Perfil del sistema de recirculación y sus componentes.

Figura 2. Vistas principales y detalles geométricos de los decantadores.

Componentes del Sistema de Recirculación1 Caja de nivel constante y distribución de flujo2 Unidades de cultivo de tilapias3 Compresor de aire4.1 Decantador convencinal, experimento 14.2 Decantador de columna, experimento 25 Biofiltro aerobio de lecho fluidizado trifásico6 Unidad para remoción de CO2

7 Tanque de succión8 Bomba centrífuga9 Tubería de retorno de excesos


En el primer experimento se evaluó durante 1.5 meses un decantador convencional (D.Con) de flujo horizontal en lámina metálica con volumen útil de 1.4 m3 y tiempo de retención hidráulica (TRH) de 2.94 horas. Dicho decantador fue vaciado en su totalidad una vez por semana con el propósito de realizar las operaciones de descarte del lodo sedimentado y el lavado de esta unidad de tratamiento. Éste vaciado representó una sustitución de agua del 55% del volumen del sistema.

Para el segundo experimento se evaluó por 2.8 meses un decantador de columna (D.Col) de flujo ascendente en tubo de PVC de 400 mm diámetro, con 0.30 m3 de volumen útil, TRH de 0.553 horas. La entrada del agua se realizó por medio de un tubo de 25 mm de diámetro y 0.30 m de longitud localizado en la base del decantador. Para su limpieza se realizó un sangrado de 30 litros 3 veces por día durante toda la semana, representando así el 48% del volumen total del decantador y la sustitución parcial semanal de 50% del volumen de agua del sistema.

RESULTADOS

En la entrada del D.Con se registraron concentraciones de ST que oscilaron entre 190.0 mg/L y 848.5 mg/L; en su salida tales concentraciones variaron entre 100.0 mg/L y 416.0 mg/L. En el afluente del D.Col se midieron valores de ST que oscilaron entre 312.0 mg/L y 1022.0 mg/L; las registradas en el efluente variaron entre 138.0 mg/L y 502.0 mg/L. La figura 3 presenta los diagramas de cajas y bigotes de las concentraciones registradas para los sólidos totales.

Las eficiencias de remoción de ST en los dos decantadores alcanzaron valores máximos cercanos al 70%. Con base en los resultados de la comparación de medias se concluyó que

hubo diferencias estadísticamente significativas (p=0.00199), con un mejor desempeño para el decantador de columna cuya eficiencia media fue de 43.68%, mientras que la eficiencia media del D.Con fue del 25.69%.

A la entrada del D.Con se registraron concentraciones de sólidos suspendidos totales entre 9.0 y 196.0 mg/L, mientras que a la entrada del D.Col tales concentraciones variaron entre 14.0 y 109.0 mg/L. En la figura 4 se presentan los diagramas de concentraciones de SST.

Figura 3. D iagrama de ca jas y b igotes de concentraciones de ST registradas a la entrada y salida de los decantadores.

Figura 4. Diagrama de ca jas y b igotes de concentraciones de SST registradas a la entrada y salida de los decantadores.

Al analizar los datos de eficiencias de remoción se aplicó la prueba no paramétrica de Mann-Whitney para comparación de las medianas de las muestras. Los resultados reportaron diferencias estadísticamente significativas (p=0.00428), donde el mejor desempeño lo logró el D.Col con una mediana de 73.00%, el D.Con registró un valor de 42.50%.

La concentración promedio de sólidos volátiles totales en la entrada del D.Con fue de 115.5 mg/L y en el D.Col fue de 208.5 mg/L, en los efluentes de dichas unidades de tratamiento primario las concentraciones medias fueron de 69.0 mg/L en el D.Con y de 139.0 mg/L en el D.Col. En la figura 5 se ilustran las concentraciones de SVT.

Los máximos valores de eficiencia de remoción de SVT en los sistemas evaluados fueron 93.94% para el D.Con y 84.85% para el D.Col. Como fruto de la comparación de medias de las eficiencias de remoción de este parámetro se concluyó que hubo diferencias estadísticas altamente significativas (p=0.00008), con un mejor desempeño para el D.Con cuya eficiencia media fue de 80.58%, mientras que la eficiencia media del D.Col fue del 45.81%.

Los valores de turbidez registrados en la entrada del D.Con variaron de 2.9 uT a 68.4 uT; y en la salida variaron entre 1.6 uT y 5.3 uT. Por su

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parte, los valores en el D.Col oscilaron de 9.2 a 70.3 uT y de 2.5 a 10.1 uT para la entrada y la salida de esta unidad de tratamiento. Los valores del coeficiente de variación (CV) a la entrada de los dos tipos de decantador superaron el 65% y a su salida los valores calculados de CV fueron menores al 36%. La figura 6 presenta una ilustración de los valores obtenidos para este parámetro.

del CV en el afluente registraron valores hasta del 53% y en efluente superaron el 43%, valores específicos para el D.Con. La figura 7 presenta la variación de los valores correspondientes a las mediciones del color aparente.

Figura 6. Diagrama de cajas y bigotes de valores de turbidez registrados a la entrada y salida de los decantadores.

Figura 7. Diagrama de cajas y bigotes de valores de color aparente registrados a la entrada y salida de los decantadores.

Al realizar la comparación de medias de las eficiencias de remoción de turbidez se determinó que no hubo diferencias estadísticamente significativas (p=0.55717). Con base en los valores registrados se tiene que las eficiencias promedio de remoción de turbidez en los decantadores fueron 67.52% para el D.Con y de 63.39% para el D.Col

Con relación al color aparente, el afluente al D.Con registró valores que oscilaron entre 43.0 y 241.0 uH, con valor promedio de 95.0 uH; en su efluente los valores variaron entre 17.0 y 61.0 uH, con promedio de 30.2 uH. En el afluente al D.Col se midieron valores que oscilaron entre 27.0 y 125.0 uH, con valor promedio de 67.4 uH; en su efluente los valores variaron entre 8.0 y 85.0 uH, con promedio de 31.0 uH. Los valores

Con base en los resultados de la comparación de medias de las eficiencias de remoción se concluyó que no hubo diferencias estadísticamente significativas (p=0.36) en el desempeño de los decantadores evaluados. La eficiencia media calculada en la remoción de este parámetro fue de 60.35% para el sistema con uso del decantador convencional y de 53.74% para el sistema en el que se implementó el decantador de columna.

DISCUSIÓN Los valores de eficiencias de remoción de sólidos totales demostraron que el decantador de columna tuvo un mejor desempeño, presentando además la ventaja de retener menos volumen de líquido y requerir menor porcentaje de renovación de agua por semana. Algunos autores como Hendricks (22) afirman que los sedimentadores de flujo ascendente logran sortear muchos de los problemas hidráulicos que presentan los sedimentadores de flujo horizontal.

Las mayores concentraciones de SST medidas en el primer experimento se debieron a que durante la etapa inicial de la investigación se identificó en los tubos de salida de los tanques de cultivo una acumulación progresiva de sólidos que en algunas ocasiones los obstruía de manera parcial. Esto libera eventualmente cantidades acumuladas de sólidos que fueron retenidos en la cámara de entrada al sedimentador convencional gracias a la presencia de una lámina perforada (Sección A-A de la figura 2). Esta ultima redujo la velocidad de entrada y homogeniza el del flujo

Figura 5. Diagrama de ca jas y b igotes de concentraciones de SVT registradas a la entrada y salida de los decantadores.

Maigual - Desempeño de diferentes tanques decantadores


según lo recomiendan Crites y Tchobanoglous (23). Para evitar tales acumulaciones se optó por el mantenimiento preventivo de los tubos a partir de la tercera semana de la investigación, mientras que en el experimento 2 con el D.Col tal rutina se adoptó a lo largo de todo el proyecto. Las eficiencias de remoción de SST obtenidas en este estudio, principalmente por el D.Col, superaron los valores reportados por Timmons y Ebeling (14). Las altas eliminaciones cobran relevancia pues los sólidos suspendidos son un ítem de principal importancia desde la perspectiva de la producción de residuos y del impacto ambiental producido por la acuacultura (24).

Al diseñar sistemas de remoción física de sólidos por acción gravitacional, como los evaluados en este estudio, se debe garantizar que las condiciones hidráulicas propicien la velocidad de sedimentación típica de las partículas. Para ello se puede considerar que Timmons y Ebeling (14), establecieron que las velocidades de sedimentación de las heces de los peces varían entre 1.7 y 4.3 cm/s. También cilindros simulando heces de tilapia con gravedad específica (ge) de 1.05 registraron velocidades de sedimentación de 3.8 cm/s y que para heces de trucha con ge de 1.005, la mediana de dicha velocidad fue de 1.7 cm/s. En estudios con Paralichthys californicus alimentados con diferentes dietas comerciales se han reportado velocidades medias entre 1.7 y 4.4 cm/s (25), para raciones peletizadas, la velocidad de sedimentación es mayor, pues alcanza hasta 14 cm/s (26).

El mejor desempeño en la remoción de ST y SST por parte del D.Col se debió a su configuración de flujo vertical ascendente, la cual garantiza que los sólidos menos pesados permanezcan en suspensión durante un tiempo mayor, lo anterior propicia el aglutinamiento de las partículas y su sedimentación en virtud de los mayores tamaños que puedan adquirir, garantizando así la posibilidad de espesar los lodos en un mínimo volumen (27). Sin embargo, ese mismo hecho hace que las fracciones de sólidos coloidales de más difícil sedimentación puedan ser arrastradas por las líneas de flujo ascendente hasta su salida de la unidad de decantación a través del efluente.

En decantadores de flujo horizontal como el D.Con la trayectoria de sedimentación de las partículas puede ser alterada por cambios

de temperatura (28), o por movimientos superficiales en la masa líquida. No obstante, al desarrollar los experimentos dentro del Laboratorio de Hidrología e Hidrometría de la UNESP no hubo incidencia de corrientes de viento ni cambios drásticos de temperatura que alterasen la sedimentación de las partículas.

En cuanto a la disminución de la turbidez, los dos sistemas evidenciaron un comportamiento muy semejante, aunque la literatura sobre evaluaciones de desempeño de sistemas de tratamiento del agua para SRA no suele citar este parámetro de calidad del liquido, principalmente producido por materiales coloidales y en suspensión (23), su eficiente remoción del agua es importante puesto que puede influir en el crecimiento, conversión alimenticia y supervivencia de especies como la tilapia (29).

La presencia de color debido a partículas coloidales no sedimentables es un problema común en las aguas residuales de acuacultura (30). En los sistemas evaluados el SRA que utilizó el D.Con registró valores de color aparente superiores al del sistema con D.Col debidos al tipo de medio soporte utilizado en el reactor aerobio de lecho fluidizado. En el segundo experimento se utilizó arena para filtros que no afectó el color del agua. En contraste, en el primer experimento se utilizó carbón activado granular que evidenció una liberación significativa de color generado por sólidos finos en suspensión y sólidos disueltos, que según Spellman (31), son los responsables del color en el agua.

Se puede concluir que las dos configuraciones de decantadores son muy útiles en la remoción de los parámetros estudiados pues pese a las notables variaciones en los valores afluentes presentaron comportamientos semejantes en cuanto a la disminución de la turbidez y el color aparente. Sin embargo, los resultados obtenidos indican que el decantador de columna es más eficiente que el convencional para remoción de los sólidos totales y suspendidos producidos en el sistema de recirculación. Además, de las ventajas que representa el D.Col en términos de eficiencia, este tipo de decantadores ocupa menor espacio, requiere de menor volumen para su operación por su más bajo TRH y precisa de un menor porcentaje de descarte y renovación de agua, mostrando viabilidad para su utilización en SRA.

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8. Decreto 3930 de 2010 de 25 de octubre 25, por el cual se reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 9ª de 1979, así como el Capítulo II del Título VI -Parte III- Libro II del Decreto-Ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos y se dictan otras disposiciones. Diario Oficial República de Colombia. número 47837; 2010.

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RESUMEN

Objetivo. Determinar la distribución y afinidades biogeográficas de los galateoideos de aguas colombianas con base en la literatura y muestras recolectadas durante expediciones realizadas entre 1999 y 2002. Materiales y métodos. Se recolectaron ejemplares en 100 estaciones entre 20 y 550 m de profundidad en el Caribe y Pacífico colombiano. El material recolectado, junto con la información geográfica existente en literatura para las especies conocidas para Colombia se emplearon para realizar mapas de distribución, los cuales se compararon con el “Mapa de ecorregiones marinas del mundo”. Resultados. Se obtuvo la información geográfica para 3247 ejemplares recolectados de 18 especies de los géneros Agononida, Anomoeomunida, Munida, Munidoposis y Pleuroncodes, y se complementó con la obtenida a partir de la literatura para las 40 especies de la superfamilia con presencia conocida en aguas colombianas. Se generaron cinco grupos principales de distribución: especies restringidas al Caribe, al Caribe y Atlántico occidental, Anfiatlánticas, restringidas al Pacífico oriental y Anfiamericanas. Se encontró que el 53 % de las especies recolectadas en el Caribe se presentan también en la provincia Atlántico Norte Cálido-Templado, y para el Océano Pacífico la mayor afinidad se da con la provincia Pacífico Oriental Tropical. Conclusiones. Los galateoideos en aguas colombianas presentan ámbitos geográficos y batimétricos amplios, presentándose simpatría entre algunas especies. Las de aguas someras presentan mayores restricciones que aquellas de distribución en aguas profundas. Los mecanismos de distribución de las especies corresponden con el ciclo de vida de cada una y las corrientes predominantes en las provincias.

Palabras clave: Anomura, biogeografía, fauna, Galatheoidea (Fuentes:CAB,AGROVOC).

Afinidades biogeográficas de los galateoideos (Decapoda: Anomura) del Caribe y Pacífico colombiano

Biogeographical affinities of Colombian Caribbean and Pacific galateoids (Decapoda: Anomura)

Gabriel R. Navas S,1* Ph.D, Adriana Bermúdez T,1 Ph.D, Catalina Ángel-Yunda,2 Biól.Mar, Néstor Hernando Campos,3 Ph.D.

1Universidad de Cartagena, Programa de Biología, Cartagena, Colombia. 2Universidad de Wageningen, Maestria en Ciencias Ambientales, Wageningen, Holanda. 3Universidad Nacional de Colombia, Sede Caribe, CECIMAR. Santa Marta. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Septiembre de 2011; Aceptado: Octubre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3501-3511, 2013.

ORIGINAL


ABSTRACT

Objective. Determine the distribution and biogeographic affinity of the galateoid species found in Colombian waters. The study is based upon bibliographic data and samples collected during expeditions between 1999 and 2002. Materials and methods. Samples of galateoids were collected from 100 locations, from depths ranging between 20 and 550 m, along the Pacific and Caribbean coasts of Colombia. The collected material and geographic information were used to create distribution maps, which were compared with the Marine Ecoregions of the World classification. Results. A total of 3247 specimens of 18 species of the genera Agononida, Anomoeomunida, Munida, Munidoposis y Pleuroncodes were collected in the Caribbean and Pacific regions, and the information was completed with bibliographic data from 40 species of the superfamily with known presence in Colombian waters. Five main distribution groups of species were established: Caribbean, Caribbean and Western Atlantic, pan-Atlantic, Eastern Pacific, and Pan-American. Comparisons with the Marine Ecoregions of The World Map showed that 53 % of the collected species in the Caribbean are also present in the temperate region of the North Atlantic and the East Tropical Pacific province. The greatest affinity among the Colombian Pacific species was found in the Eastern Tropical region of the Pacific Ocean. Conclusions. Ample geographic and bathymetric ranges of Galateoids are present in Colombian marine environments, showing a sympatric distribution among some species. Shallow water species presented more restrictions than deep water ones. The distribution mechanisms of the species correspond with their life cycle and the predominant currents of each province.

Key words: Anomura, biogeography, fauna, Galatheoidea (Sources: CAB, AGROVOC).

INTRODUCCIÓN

El inventario de las especies marinas de Colombia es un tópico de investigación de gran urgencia debido al creciente impacto que sobre los ecosistemas están causando el cambio climático, el desarrollo no planificado y el aprovechamiento no sostenible, siendo muy probable que se esté perdiendo un gran número de especies que ni siquiera se han llegado a documentar. Hasta 1995 el conocimiento de la biodiversidad marina en las plataformas y taludes de Colombia era producto de algunas recolectas realizadas en estaciones en la franja costera por exploraciones oceanográficas extranjeras (1). En los últimos años se alcanzó un avance notable en el conocimiento de la megafauna (organismos con tamaños superiores a 20 mm) gracias a las exploraciones de la plataforma y talud superior del Caribe colombiano realizadas desde 1995, entre 60 y 900 m de profundidad, y para el Pacífico frente a las ecorregiones Pacífico norte y Baudó entre los 20 y 500 m (1).

En las capturas obtenidas las langostillas galateoideas fueron uno de los grupos más importantes en términos de riqueza y abundancia. Estos anomuros poseen un conjunto de caracteres entre los que se destacan el cuerpo simétrico y el abdomen deprimido (Figura 1) (2). Los galateoideos son excepcionalmente diversos, presentando una amplia distribución geográfica y batimétrica en áreas tropicales y templadas (3). Son componentes importantes de las redes tróficas de las plataformas

y taludes, y en ciertas regiones algunas especies son utilizadas a nivel comercial (4).

La riqueza, abundancia y amplio ámbito batimétrico y geográfico de los galateoideos presentes en aguas colombianas los hacen apropiados para avanzar en el conocimiento de las afinidades zoogeográficas de los crustáceos anomuros del país.

Figura 1. Esquema general de los individuos de la superfamilia Galatheoidea.

3503Navas - Afinidades biogeográficas de los galateoideos


Sitio de estudio. Se estudiaron los ejemplares recolectados en 80 estaciones, entre 20 y 550 m de profundidad, a partir de 160 arrastres realizados entre 1999 y 2002 durante las expediciones Macrofauna I y II a lo largo del Caribe colombiano, a bordo del B/I Ancón; y los recolectados en 40 arrastres en 20 estaciones en 2003, entre 20 y 500 m durante la expedición Macrofauna III en el norte del Pacífico colombiano a bordo del ARC Malpelo (4). Los organismos fueron recolectados con una red de arrastre demersal tipo “semi-ballon”, con dos compuertas metálicas (91 cm x 63 cm) y red de 9 m de boca. En cada estación se realizaron dos arrastres de 10 min de duración.

Análisis de ejemplares. Los galateoideos fueron separados por especie, sexados y contados.

Análisis zoogeográfico. Adicional a los especímenes recolectados, se incluyeron los registros publicados de las especies. Cuando existía información sin referencias geográficas puntuales, las coordenadas y/o profundidad fueron tomadas de las bitácoras de los cruceros. A partir de las coordenadas y profundidad de las estaciones donde se capturaron los ejemplares, y de las obtenidas para las especies a partir de las fuentes bibliográficas, se elaboraron mapas de distribución para cada una de las 40 especies conocidas para Colombia empleando las capas disponibles en Google Earth y modelos digitales de profundidad para el Caribe y Pacífico colombiano empleando el programa ETOPO 2. Los mapas de distribución geográfica de las especies fueron comparados gráficamente para determinar grupos con distribuciones congruentes y se elaboró un mapa final general. Cada uno de los grupos fue discutido con base en las provincias y ecorregiones propuestas por Spalding et al (5) en el “Mapa de ecorregiones marinas del mundo” y la sectorización propuesta por Boschi (6) para crustáceos.

RESULTADOS

Para el Caribe colombiano, en 51 estaciones en un ámbito batimétrico entre 71 y 520 m de profundidad, se recolectaron 2140 ejemplares de 19 especies de la superfamilia Galatheoidea, agrupadas en cuatro géneros, Anomoeomunida (A. caribensis), Munida (M. constricta, M. evermanni, M. flinti, M. forceps, M. irrasa, M. pusilla, M. stimpsoni y M. valida), Munidopsis (M. alaminos, M. bradleyi, M. brevimana, M. erinacea, M. longimanus, M. platirostris,

M. polita, M. ramahtaylorae y M. riveroi) y Agononida (A. longipes). Para la parte norte del Pacífico colombiano, en 12 estaciones entre 77 y 474 m de profundidad, se recolectaron 1107 ejemplares de seis especies, agrupadas en Munida (M. gracilipes, M. mexicana, M. obesa y M. refulgens), Munidopsis (M. agassizii) y Pleuroncodes (P. monodon). El género más abundante fue Munida con 12 especies y 1725 ejemplares, seguido por Munidopsis con 10 especies y 403 ejemplares. Agononida longipes fue la más abundante con 1117 individuos, mientras que de Pleuroncodes monodon, cuyos juveniles son planctónicos, solamente se recolectaron dos individuos.

En la figura 2 se presenta la distribución global de las 40 especies de galateoideos con presencia conocida en aguas colombianas, las cuales se distribuyen en regiones tropicales y sub subtropicales ocupando un amplio ámbito batimétrico. Los mapas de distribución de cada una de las especies, fueron previamente descritas por Navas (7).

En la tabla 1 se presenta la distribución de las 40 especies de galateoideos de acuerdo con las Ecorregiones Marinas definidas por Spalding et al (5). En esta clasificación, se delimitaron las siguientes provincias y ecorregiones: Provincia Atlántico Norte Cálido-Templado que incluye las ecorregiones Las Carolinas y Norte del Golfo de México; Provincia Atlántico Tropical Noroccidental, incluye las ecorregiones Bermudas, Bahamas,

Figura 2. Distribución global de las 42 especies de la superfamilia Galatheoidea conocidas en aguas colombianas.


Tabla 1. Distribución de las 40 especies de galateoideos registrados para el Caribe y Pacífico colombianos de acuerdo con las ecorregiones definidas por Spalding et al (5).

Especie Especies restringidas al Caribe - Ecorregiones Ámbito batimétrico (m)

Anomoeomunida caribensis Antillas Mayores, Caribe Suroccidental. 11 – 38Munida evermanni Bahamas, Caribe Oriental, Antillas Mayores, Caribe Suroccidental. 230 – 475Munidopsis brevimana Antillas Mayores, Caribe Suroccidental, Caribe Oriental, Caribe Sur, Antillas Mayores, Golfo

de México. 365 – 878

Munidopsis colombiana Caribe Sur. 4151Munidopsis ramahtaylorae Caribe Sur, Antillas Mayores, Golfo de México, Caribe Occidental. 368 – 834Munidopsis reynoldsi Caribe Sur, Antillas Mayores. 4151Munidopsis riveroi Caribe Sur, Florida, Antillas Mayores, Caribe Occidental. 134 – 732Munidopsis spinoculata Caribe Sur, Antillas Mayores, Florida, Golfo de México, Caribe Occidental. 475 – 1506

Especies con distribución Caribeña y Atlántico Occidental - EcorregionesAgononida longipes Caribe Oriental, Bahamas, Brasil Nororiental, Brasil Oriental, Caribe Sur, Antillas Mayores,

Florida, Golfo de México, Guyana, Caribe Oriental, Antillas Mayores, Carolina, Golfo de México.

188 – 712

Galacantha spinosa Caribe Sur, Caribe Oriental, Florida, Guyana. 600 – 2900Munida angulata Antillas Mayores, Caribe Sur, Brasil Nororiental, Brasil Oriental, Florida, Golfo de México. 24 – 75Munida constricta Antillas Mayores, Brasil Nororiental, Brasil Oriental, Caribe Sur, Caribe Oriental. 277 – 835Munida flinti Antillas Mayores, Brasil Nororiental, Brasil Oriental, Caribe Sur, Caribe Oriental, Golfo de

México, Guyana, plataforma Uruguay–Buenos Aires.11 – 630

El registro a 11 m es dudoso por ser un único

ejemplarMunida forceps Antillas Mayores, Brasil Nororiental, Brasil Oriental, Caribe Sur, Caribe Oriental, Golfo de

México, Florida, Guyana, Plataforma Uruguay–Buenos Aires. 30 – 950

Munida irrasa Antillas Mayores, Bermuda, Caribe Oriental, Brasil Nororiental, Brasil Oriental, Caribe Sur, Florida, Golfo de México, Carolinas, Plataforma Uruguay–Buenos Aires. 15 – 475

Munida pusilla Antillas Mayores, Caribe Oriental, Brasil Nororiental, Brasil Oriental, Caribe Sur, Florida, Golfo de México. 33 – 135

Munida stimpsoni Bahamas, Caribe Oriental, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Antillas Mayores, Florida, Golfo de México. 110 – 2000

Munida valida Antillas Mayores, Brasil Nororiental, Brasil Oriental, Caribe Sur, Florida, Golfo de México, Guayana, Carolinas. 90 – 2300

Munidopsis abbreviata Antillas Mayores, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Florida, Golfo de México. 670 – 1345Munidopsis alaminos Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Guayana, Golfo de México. 423 – 828Munidopsis armata Antillas Mayores, Caribe Suroccidental, Caribe Sur, Florida, Golfo de México, Guayana. 302 – 1446Munidopsis bradleyi Antillas Mayores, Bahamas, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Carolinas, Norte del Golfo

de México. 465 – 914

Munidopsis erinacea Antillas Mayores, Brasil Nororiental, Brasil Suroriental, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Florida, Golfo de México. 300 – 1014

Munidopsis longimanus Antillas Mayores, Caribe Oriental, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Florida, Golfo de México. 292 – 1748

Munidopsis platirostris Antillas Mayores, Caribe Oriental, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Florida, Golfo de México, Carolinas. 182 – 1280

Munidopsis polita Brasil Nororiental, Brasil Oriental, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Caribe Oriental, Caribe Occidental, Florida, Golfo de México. 132 – 977

Munidopsis sigsbei Antillas Mayores, Brasil Oriental, Brasil Nororiental, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Florida, Golfo de México, Guayana, Caribe Oriental. 755 – 1818

Munidopsis simplex Bahamas, Caribe Oriental, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Antillas Mayores, Golfo de México. 608 – 3970

Munidopsis subspinoculata Caribe Sur, Golfo de México, Antillas Mayores. 475 – 823

Especies con distribución restringida al Pacífico Oriental - LocalidadesGalacantha diomedeae Chile Central, Ensenada de Panamá, Nicoya, Guayaquil, Galápagos, Cortez, Pacífico

Tropical Mexicano, Ensenada de California del Sur, Transición del Magdalena. 1206 – 1570

Munida gracilipes Perú Central, Ensenada de Panamá, Nicoya. 115 – 300Munida mexicana Ensenada de Panamá, Guayaquil, Galápagos, Cortez, Pacífico Tropical Mexicano. 35 – 150Munida obesa Ensenada de Panamá, Nicoya, Perú Central. 150 – 330Munida refulgens Ensenada de Panamá, Guayaquil, Nicoya, Cortez, Pacífico Tropical Mexicano. 95 – 300Munidopsis agassizii Ensenada de Panamá, Perú Central. 210 – 580Munidopsis latirostris Pacífico Tropical Mexicano, Ensenada de Panamá, Ensenada de California del Sur, Cortez,

Transición del Magdalena. 280 – 3240

Pleuroncodes monodon Chile Central, Ensenada de Panamá, Nicoya, Pacífico Tropical Mexicano. 172 – 523

Especies con distribución en el Atlántico Occidental y Pacífico Oriental

Especie Atlántico occidental Pacífico oriental Ámbito batimétrico (m)Galacantha rostrata Antillas Mayores, Caribe Suroccidental, Florida,

Guyana, Carolinas, Norte del Golfo de México.Chile Central, Nicoya, Guayaquil, Galápagos, Cortez, Pacífico Tropical Mexicano.

250 – 4800

Munidopsis aries Caribe Sur y Oriental. Ensenada de California del Sur, Cortez, Transición del Magdalena. 2900 – 5320

Munidopsis subsquamosa Caribe Suroccidental, Golfo de México, Antillas Mayores.

Nicoya, Galápagos, Pacífico Tropical Mexicano, Ensenada de Panamá. 2513 – 3428

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Caribe Oriental, Antillas Mayores, Caribe Sur, Caribe Suroccidental, Caribe Occidental, Sur del Golfo de México y Florida; Provincia Plataforma Norte de Brasil, incluye las ecorregiones Guayana y Amazonia; Provincia Atlántico Tropical Suroccidental, incluye las ecorregiones Islas Sao Pedro y Sao Paulo, Fernando de Naronha y Atolón Las Rocas, Brasil Nororiental, Brasil Oriental e Islas Trinidad y Martin Vaz; Provincia Atlántico Suroccidental Cálido-Templado que incluye las ecorregiones Brasil Suroriental, Río Grande, Río de la Plata, Plataforma Uruguay - Buenos Aires; Provincia Pacífico Tropical Oriental que incluye las ecorregiones Revillagigedo, Clipperton, Pacífico Tropical Mexicano, Chiapas-Nicaragua, Nicoya, Isla de Cocos, Ensenada de Panamá, Guayaquil; Provincia Galápagos con sus respectivas ecorregiones Norte, Oriente y Occidente; Provincia del Pacífico Nororiental Cálido-Templado, incluye las ecorregiones Ensenada de California del Sur, Cortez y Transición del Magdalena; Provincia Pacífico Suroriental Cálido-Templado con las ecorregiones Perú Central, Humboldt, Chile Central y Araucaria; Provincia Juan Fernández y Desventuradas con la ecorregión del mismo nombre.

Especies con distribución Caribe. Restringidas al Caribe, una especie pertenece al género Munida, seis a Munidopsis y una al género monoespecífico Anomoeomunida. A. caribensis es la especie del grupo que alcanza aguas más someras (11 m), mientras que Munidopsis colombiana y M. reynoldsi alcanzan profundidades mayores a 4000 m (Tabla 1).

Especies con distribución Caribe y Atlántico occidental. Pertenecen a los géneros Munidopsis con 11 especies, Munida con ocho, y Agononida y Galacantha con una cada uno. Cinco especies del género Munida fueron recolectadas a profundidades menores a 100 m, de las cuales Munida angulata (24 m), M. pusilla (33 m) y M. irrasa (15 m) han sido registradas en aguas más someras. Ocho especies del género Munidopsis se distribuyen a más de 1000 m de profundidad y en el caso de M. simplex los individuos han sido recolectados cerca de 4000 m (Tabla 1).

Especies con distribución anfiatlántica. Munidopsis crassa se distribuye en el Atlántico Occidental desde Carolina del Norte, Bahamas, la península de Yucatán, el Caribe, Santa Cruz, Colombia y Venezuela hasta el Atlántico Oriental en Suráfrica, en la bahía de Biscaya, Azores y las Islas Canarias. Su ámbito batimétrico es muy amplio, entre 2524 y 5315 m de profundidad (7). Munidopsis geyeri se distribuye en el Atlántico Oriental, en Angola y en el Atlántico Occidental en el golfo de México y el Caribe en Jamaica, Haití,

Colombia y Venezuela, entre 2600 y 4151 m de profundidad (7).

Especies con distribución Pacífico oriental. Para el Pacífico oriental colombiano se conocen cuatro especies del género Munida, dos de Munidopsis, una de Galacantha y una de Pleuroncodes. Munida mexicana y M. refulgens se registraron a 35 y 95 m, considerándose especies someras. La especie de aguas profundas Galacantha diomedeae ha sido recolectada a 1570 m y Munidopsis latirostris a 3240 m (Tabla 1).

Especies con distribución Anfiamericana. Se han registrado dos especies del género Munidopsis y una de Galacantha, todas ellas de aguas profundas. Munidopsis aries es la que ha sido registrada a mayor profundidad, a 5320 m (Tabla 1).

Distribución de acuerdo con el sistema de ecorregiones marinas del mundo. Según la propuesta de Spalding et al (5) en el sistema “Marine Ecoregions Of the World” (MEOW, por sus siglas en Inglés) (Figura 3 a y b), la costa Caribe colombiana está incluida en el dominio Atlántico tropical en la provincia Atlántico tropical noroccidental; la península de la Guajira hace parte de la ecorregión Caribe sur y la parte al sur de la Guajira está incluida en la ecorregión Caribe suroccidental. Solo Munidopsis colombiana se encontró restringida a la ecorregión Caribe suroccidental, del resto, el 53 % de las especies se presentaron también en la provincia Atlántico norte cálido-templado y el 47% en la Plataforma Norte de Brasil (PNB). La provincia de menor afinidad con el Caribe colombiano fue Atlántico suroccidental cálido templado con el 18% (Figura 4).

Provincia Atlántico tropical noroccidental. Anomoeomunida caribensis, Munida evermanni, Munidopsis brevimana, M. colombiana, M. ramahtaylorae, M. reynoldsi, M. riveroi y M. spinoculata están restringidas a esta provincia. Sus aguas cálidas son influenciadas por la corriente oceánica del golfo y su ubicación tropical ocasiona que el agua superficial se mantenga entre 21 y 32°C durante el año.

Provincia Atlántico norte cálido-templado (c). Incluye el 53% de las especies registradas para el Caribe colombiano, Agononida longipes, Galacantha rostrata, Munida angulata, M. flinti, M. forceps, M. irrasa, M. pusilla, M. stimpsoni, M. valida, Munidopsis alaminos, M. crassa, M. erinacea, M. platirostris, M. polita, M. sigsbei, M. simplex y M. subsquamosa se distribuyen también en la provincia Atlántico norte cálido-templado, encontrándose en las ecorregiones norte del golfo de México y Las Carolinas.

Navas - Afinidades biogeográficas de los galateoideos


Figura 3. Esquema modificado de los dominios, provincias y ecorregiones del sistema “Ecorregiones marinas del mundo” (MEOW, por sus siglas en Inglés) establecido por Spalding et al (5). A. América del Norte; B. Sur América.

3507

La confluencia de estas dos ecorregiones le confiere a la región características climáticas particulares, además de estar sometida a la influencia simultánea de corrientes frías y tropicales. La ecorregión norte del golfo de México presenta condiciones climáticas y oceanográficas diferentes a las del resto de la región tropical. Se presentan dos épocas climáticas marcadas en el año, en otoño-invierno (noviembre-marzo) los vientos provenientes del norte, generados por masas polares, disminuyen la temperatura superficial del agua hasta 11°C en la parte norte del golfo, mientras que en el sur durante la misma época, se registran temperaturas hasta de 21°C. En verano la temperatura se eleva hasta los 30°C de manera homogénea en el golfo (6).

La ecorregión Las Carolinas se considera un área de aguas cálido-templadas influenciada por la corriente cálida del golfo que fluye en sentido norte y la corriente fría de Labrador que corre en sentido sur, creando constantemente una mezcla de aguas. Este fenómeno también está sujeto a los cambios climáticos de las épocas de invierno y verano, presentándose temperaturas entre 20 y 25°C y entre 28 y 30°C respectivamente (6).

Provincia plataforma norte de Brasil. El 47% de las especies registradas para el Caribe colombiano se encuentran también distribuidas en las ecorregiones Guyana y Amazonía de la provincia plataforma norte de Brasil; éstas son: Agononida longipes, Galacantha spinosa, Munida

constricta, M. forceps, M. irrasa, M. pusilla, M. valida, Munidopsis abbreviata, M. alaminos, M. armata, M. erinacea, M. geyeri, M. longimanus, M. platirostris, M. sigsbei y M. simplex. Considerada una provincia de transición, el inicio de la ecorregión Guyana a los 10° de latitud norte marca la división entre Atlántico norte y Atlántico sur, representando el Ecuador biogeográfico. Se presenta una importante descarga de ríos como el Orinoco, Amazonas, Pará, Tocantins y Parnaíba que reducen la producción primaria y transportan grandes cantidades de materia orgánica. De igual manera, en ambas ecorregiones se presenta una reducción de salinidad y la alteración del tipo de fondo por sedimentos continentales. Estas condiciones generan una barrera oligosalina que restringe el paso de las especies en la mayoría de los casos (8).

Provincia Atlántico tropical suroccidental. En esta se presenta el 29% de las especies registradas para el Caribe colombiano: Munida angulata, M. constricta, M. flinti, M. forceps, M. irrasa, M. pusilla, M. valida, Munidopsis erinacea, M. polita y M. sigsbei. Conformada por cinco ecorregiones del sistema MEOW, las aguas de esta provincia son modificadas principalmente al norte por la corriente de las Guyanas que fluye hacia el Caribe y al sur la corriente de Brasil con masas de agua de 25°C y salinidad de 36.5. Bajo la corriente de Brasil, cerca de los 200 m de profundidad, corre una contracorriente de origen subtropical con temperaturas y salinidades más bajas (8).

Figura 5. Número y porcentaje de especies de la superfamilia Galatheoidea registradas para el Pacífico colombiano con relación al total de especies presentes en cada una de las provincias marinas establecidas por Spalding et al (5) en el sistema de sectorización de ecorregiones marinas del mundo, Marine Ecoregions of the World (MEOW). Provincias: PNORCT: Pacífico Nororiental Cálido-Templado; PTOR: Pacífico Tropical Oriental; GAL: Galápagos; PSOCT: Pacífico Suroriental Cálido-Templado; JFYD: Juan Fernández y Desventuradas.

Figura 4. Número y porcentaje de especies de la superfamilia Galatheoidea registradas para el Caribe colombiano con relacion al total de especies presentes en cada una de las provincias marinas establecidas por Spalding et al (5) en el sistema de sectorización de ecorregiones marinas del mundo, Marine Ecoregions of the World (MEOW). Las abreviaturas corresponden a las siguientes Provincias: ATNOCC: Atlántico Tropical Noroccidental; ANCT: Atlántico Norte Cálido-Templado; PNB: Plataforma Norte de Brasil; ATSOCC: Atlántico Tropical Suroccidental; ASOCCCT: Atlántico Suroccidental Cálido-Templado.



Provincia Atlántico suroccidental cálido-templado. Es la provincia con menor afinidad con el 18% de las especies registradas para Colombia. Se encuentran Agononida longipes, M. constricta, M. flinti, M. forceps, M. irrasa y M. valida. Incluye las aguas costeras de la Patagonia, el litoral norte de Buenos Aires y Uruguay hasta 23°C en el sur de Brasil. Toda la región está influenciada por la interacción entre la corriente Malvinas que fluye sobre el talud desde el sur, con aguas subantárticas ricas en nutrientes y la corriente de Brasil proveniente del norte con masas de agua de 20°C y salinidades de 36, y que se desplaza por fuera de la plataforma (6).

Costa Pacífica colombiana. Hace parte de la ecorregión ensenada panámica de la provincia Pacífico oriental tropical. De las ocho especies de la superfamilia registradas para el Pacífico colombiano, solamente Galacantha diomedeae y Munida mexicana se distribuyen también en las provincias Pacífico nororiental cálido-templado y Galápagos. Las provincias Juan Fernández y Desventuradas y Pacífico suroriental cálido-templado comparten a G. diomedeae siendo ésta la única que se presenta en las cinco provincias del Pacífico oriental, y que extiende su ámbito geográfico hasta el sur del continente Americano (Figura 5).

Provincia Pacífico tropical oriental. Es la zona con la mayor riqueza de especies del Pacífico tropical. La temperatura oscila entre 19 y 28°C en general, en invierno puede caer a 14°C en la parte norte y en verano elevarse hasta los 30 o 32°C (6).

Provincia Pacífico nororiental cálido-templado y provincia Galápagos. La primera provincia se encuentra al norte con las ecorregiones sur de la bahía de California, Cortés y transición del Magdalena, en la costa occidental del continente americano. Se caracterizan por temperaturas entre los 13 y 25°C que corresponden a aguas cálido-templadas. La corriente de California transporta aguas frías a lo largo de la costa de California hasta Concepción en donde la temperatura disminuye marcadamente y la corriente desaparece fuera de la costa. Esto determina un agudo gradiente de temperatura que se incrementa hacia el sur y cambia la composición faunística formando una zona de transición (6).

De igual manera, en la parte oceánica noroccidental de Suramérica, la provincia Galápagos presenta a G. diomedeae y M. mexicana. Este archipiélago, situado a aproximadamente 1000 km de la costa del Ecuador, presenta una temperatura superficial promedio mensual de 23.2°C y en

mayo de 24.5°C, en el mes de marzo alcanza niveles muy altos hasta de 25.5°C. En los años en los que se presenta el fenómeno El Niño llega hasta 29.0°C (6).

Provincia Pacífico suroriental cálido-templado y Provincia Juan Fernández y Desventuradas. Estas se ubican en la zona templada del occidente suramericano abarcando la costa de Perú y Chile, encontrándose solamente Galacantha diomedeae, por lo cual se pueden considerar las provincias menos afines con el Pacífico colombiano. La especie ha sido recolectada frente a Valparaíso, localidad influenciada por la corriente de Humboldt que transporta aguas ricas en nutrientes desde la isla Chiloé en dirección norte hacia Perú con temperaturas entre los 11 y 19°C (6).

DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos demuestran la amplia distribución batimétrica y las tendencias generales de los géneros y la mayoría de especies a ocupar la zona mesopelágica, un patrón conocido en otras localidades (3). Las especies se reemplazan en el gradiente batimétrico de manera solapada, como se observa también en el golfo de México (9). En el Caribe colombiano Anomoeomunida caribensis es la especie más somera, seguida por especies de los géneros Munida, Agononida, Munidopsis y Galacantha, siendo estas últimas las que alcanzan mayor profundidad. Los géneros más ricos en especies como Munidopsis y Munida presentan también ámbitos batimétricos más amplios; sin embargo, grupos de especies similares morfológicamente y que comparten los mismos hábitats (sintópicas), tienen ámbitos batimétricos más restringidos, como en el caso de Munida flinti, M. stimpsoni y M. evermanni o Munidopsis brevimanus y M. longimanus. En general se observó que especies que habitan aguas superficiales tienen distribuciones más restringidas que las de aguas más profundas (3,10-12); en los extremos se puede citar a Anomoeomunida caribensis, restringida al sur del Caribe a 11 m, y a Munidopsis subsquamosa y M. aries que alcanzan 3427 m y 5320 m respectivamente, distribuidas en el Pacífico oriental desde la costa occidental de los Estados Unidos hasta el sur en Chile, en el Pacífico occidental hasta Japón y en varias localidades del Atlántico oriental.

No se encontró evidencia de que la pluma de descarga del río Magdalena actúe como una

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barrera zoogeográfica para las especies de galateoideos presentes en el Caribe colombiano.

La amplia distribución de las especies de aguas profundas se puede deber, al menos en parte, a la homogeneidad de los fondos abisales, la no existencia de barreras absolutas para la dispersión, la baja influencia de los cambios climáticos y oceanográficos (13), y al movimiento lento y gradual de las masas continentales (14), lo cual aunado a una baja tasa de mutación genética, favorecería en menor medida los procesos de especiación. Se ha postulado que la especiación en organismos de aguas profundas se puede atribuir principalmente a la distancia (14).

El patrón de distribución de los galateoideos incluidos en este estudio refleja las características principales de su ciclo de vida. En su mayoría son especies bentónicas, móviles, con un espectro alimenticio amplio y un desarrollo larval complejo con varios estadios, algunos de los cuales pueden estar ausentes en algunas especies (15,16).

Estas características les permiten a los individuos establecerse y en algunos casos, abundar en los fondos blandos del talud. En las zonas por debajo de los 200 m, debido a la estabilidad de los ambientes y la casi ausencia de barreras absolutas, el factor limitante para la dispersión de las especies podría ser la influencia de las masas de agua presentes en las diferentes regiones y las estrategias reproductivas. El movimiento de dichas masas puede restringir o promover la dispersión de larvas entre provincias o ecorregiones, ocasionando la colonización o recolonización de hábitats, y garantizando el flujo genético entre ellas (17).

Se determinó una mayor riqueza en el Caribe que en el Pacífico oriental tropical. Se ha postulado que el Caribe ha experimentado una historia geológica compleja que ha generado una plataforma continental mucho más amplia y variable, lo que probablemente genera ambientes óptimos a distintas profundidades para el asentamiento de una mayor cantidad de especies de más géneros. Además, en el Caribe los organismos han tenido varios procesos de colonización y extinción por causa del enfriamiento del océano, en las glaciaciones. Además, desde el cierre del pasaje marino en Panamá, la región experimentó cambios intensos de temperatura en sus aguas y en el nivel del mar. La menor cantidad de especies y géneros en el Pacífico se puede atribuir a la plataforma continental estrecha, con ambientes más homogéneos y menor mezcla de masas de agua (18).

Atlántico. Al menos para las especies del talud superior del género Munida la provincia Atlántico Tropical Noroccidental puede constituirse en una zona de especiación debido a la gran variedad de ecosistemas que confluyen en ella (19).

Asimismo, se puede observar una restricción en la distribución de varias de ellas, pues las ocho presentes en aguas colombianas parecen no dispersarse hacia las aguas cálido-templadas del sur o del norte (8). Una de las corrientes que influye en esta Provincia, y que además podría estar limitando la distribución de algunas de las especies en la región del Caribe, es la corriente de las Guyanas. Esta fluye paralela a la plataforma brasilera en dirección sur-norte hacia el Caribe, arrastrando aguas frías hasta las Antillas. Un ramal se desprende de ella y sigue por el lado externo de las Antillas, hasta la península de Yucatán, que posteriormente hace un giro anticiclónico local y se convierte en la corriente de la Florida. Esta última, podría ser la responsable de la delimitación septentrional de la distribución de las especies (8).

Agononida longipes, Munida flinti y M. valida también alcanzan a tolerar las aguas cálido-templadas de la provincia Atlántico norte cálido-templado. La presencia de estas especies en la ecorregión Golfo de México se puede justificar en términos del transporte de organismos durante las fases larvales a través de las aguas tropicales de la corriente del Caribe o por la corriente de la Florida. La corriente del Caribe logra entrar al golfo de México por la parte sur-oriental, alcanzando el extremo norte, mientras que la corriente de la Florida pasa entre el sur de la península y el norte de Cuba hacia el nororiente hasta la ecorregión Las Carolinas, bañando las costas de Carolina del Norte y Virginia (6,8). A pesar de la temperatura más baja en estas zonas, al parecer estas especies tienen un espectro amplio de tolerancia, encontrándose en la misma región a diferentes profundidades con intervalos desde los 20°C entre 100 y 150 m de profundidad (preferida por M. flinti) hasta 12°C cerca de la franja de los 300 m (preferida por A. longipes y M. valida), lo que sugiere que la temperatura no es un factor limitante en la dispersión de sus larvas.

El desplazamiento de las especies de las provincias ubicadas en aguas tropicales hacia otras regiones del sur, ocurre en dirección contraria al de las principales corrientes superficiales, estando este movimiento relacionado a las respectivas contracorrientes. En la provincia Plataforma Norte de Brasil, hacia el sur, en aguas someras la desembocadura de los ríos de la ecorregión Guyanas, podrían constituirse en barreras a



la dispersión de las especies, sin embargo, tratándose de especies de aguas profundas del talud superior continental, la mencionada influencia es menor que en la plataforma. Así Munida angulata, M. constricta, M. flinti, M. forceps, M. irrasa, M. pusilla, M. valida, Munidopsis reynoldsi, M. polita y M. sigsbei pueden superar estas barreras y ampliar su distribución hacia el sur hasta la Provincia Atlántico tropical suroccidental (8). Las condiciones menos favorables para la dispersión de los galateoideos presentes en la Provincia Atlántico suroccidental cálido-templado, restringe el número de especies a solo cinco, la mayoría representantes del género Munida (6).

Pacíf ico. Las espec ies más someras aparentemente, están más relacionadas con la provincia Pacífico oriental tropical del océano Pacífico y no parece observarse una dispersión hacia el Pacífico occidental. Es posible que las especies presentes hayan sido transportadas a las zonas, donde actualmente se encuentran, en la medida en que se movieron los fondos oceánicos a través del movimiento de las placas tectónicas, o provienen del Caribe a través del istmo de Panamá.

De las ocho especies presentes en la provincia Pacífico tropical oriental, Galacantha diomedeae y Munida mexicana presentan una distribución desde el golfo de California con numerosos

registros al norte, mientras que con menores cantidades, Galacantha diomedae se dispersa solamente hacia las provincias del sur de América a lugares como Ecuador, Perú y Chile. En esta región del Pacífico occidental, las especies se encuentran sujetas a fuertes variaciones estacionales ocasionadas por la corriente de Humboldt y fenómenos recurrentes como el Niño. Además del sistema de corrientes superficiales predominantes en la región, como por ejemplo la corriente de Panamá (20), la cual parece funcionar como un corredor de distribución y recepción de larvas de crustáceos (6). De esta manera, algunas de las especies logran dispersarse hacia islas como Malpelo en Colombia y Galápagos en Ecuador, a la vez las larvas parecen migrar al norte y llegar a localidades como el golfo de California usando corrientes como la de Costa Rica. Estos mecanismos de dispersión parecen ser los responsables de la gran afinidad que tiene el Pacífico colombiano con las provincias Pacífico nororiental cálido-templado y Galápagos.

En conclusión los galateoideos en aguas colombianas presentan ámbitos geográficos y batimétricos amplios, presentándose simpatría entre algunas especies. Las de aguas someras presentan mayores restricciones que aquellas de distribución en aguas profundas. Los mecanismos de distribución de las especies corresponden con el ciclo de vida de cada una y las corrientes predominantes en las provincias.

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RESUMEN

Objetivo. Evaluar el efecto de dos inductores hormonales en la reproducción inducida de nicuro Pimelodus blochii. Materiales y métodos. Para los procesos experimentales fueron utilizados adultos sexualmente maduros, sometidos a tres tratamientos aplicados vía intramuscular, en dosis única de 0.25 mL/kg Ovaprim® (OVAP) (T1), 0.5 mL/kg de OVAP (T2) y 6.25 mg/kg de Extracto de Hipófisis de Carpa (EHC) (T3), para este último tratamiento la inyección fue dividida en 20 y 80%, con un intervalo de 12 h entre aplicaciones. Previo a la extracción de los gametos, los animales fueron tranquilizados por inmersión en una solución de Metanosulfonato de Tricaina (90 mg/L). El desempeño reproductivo fue evaluado mediante el índice de ovulación (hembras ovuladas/hembras tratadas), fecundidad absoluta (Fa) (ovocitos/hembra), fecundidad relativa (Fr) en función del número de ovocitos desovados por gramo de peso. La fecundación se realizó en seco y seis horas post-fecundación (HPF) se determinó la tasa de fertilidad. Resultados. La ovulación (ºh) para el T1 fue a las 297.1±30.0, T2 294.6±32.9 y T3 247.3±13.1 ºh. En todos los tratamientos se obtuvieron hembras ovuladas, donde los mayores índices de ovulación fueron obtenidos con Ovaprim® (T1 y T2) con 36.4 y 50%, respectivamente. Las tasas de fecundación obtenidas fueron mayores a un 50%, para el tratamiento 1 y 2, con valores de 74.5 y 32.7%, respectivamente. Conclusiones. El uso de inductores hormonales puede ser efectivo para garantizar la reproducción inducida del nicuro, en dosis única de 0.25 y 0.5 mL/kg de Ovaprim®.

Palabras clave: Gametos, Pimelodus blochii, reproducción sexual (Fuente:CAB).

Evaluación de la reproducción inducida de nicuro Pimelodus blochii (Telostei: Pimelodidae) utilizando

diferentes inductores hormonales

Evaluation of induced breeding of Pimelodus blochii nicuro (telostei, pimelodidae) using different inducing hormone

Juan Ramírez M,1* M.Sc, Cristian Cifuentes C,1 MVZ, Yinet Parrado S,1 MVZ, Mónica Avilés B,1 Biólogo.

1Corporación Centro de Desarrollo Tecnológico Piscícola Surcolombiano – ACUAPEZ. Grupo de Investigación en Acuicultura Estratégica. Neiva, Huila, Colombia. *Correspondencia: [email protected].

Recibido: Abril de 2011; Aceptado: Febrero de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3512-3517, 2013.

ORIGINAL

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ABSTRACT

Objective. Evaluate the effect of two hormonal inducers in induced breeding of nicuro Pimelodus blochii. Materials and methods. The experimental process used sexually mature adults exposed to three intramuscular treatments, a single dose of 0.25 mL/g Ovaprim® (OVAP) (T1), 0.5 mL/kg of OVAP (T2) and 6.25 mg/kg of pituitary carp extract (EPC) (T3), for the latter treatment the injection was divided into 20 and 80%, with an interval of 12 hours between applications. Prior to the removal of gametes, the animals were tranquilized by immersion in a Tricaine Methanesulfonate (90 mg/L) solution. Reproductive performance was evaluated using ovulation rates (females ovulated/treated females), fertility (Fa) (eggs/female), relative fertility (Fr) depending on the number of eggs spawned per gram of weight. The dry method of fertilization was used and the fertility rate was determined six hours post-fertilization (HPF). Results. The Ovulation (ºh) was: for T1 297.1±30.0, T2 294.6±32.9 and T3 247.3±13.1ºh. Ovulated females were obtained in all treatments, where the highest rates of ovulation were obtained with Ovaprim ® (T1 and T2) with 36.4 and 50% respectively. Fertilization rates were higher than 50% for treatments 1 and 2, with values of 74.5 and 32.7% respectively. Conclusions. The use of hormonal inducers may be effective to ensure nicuro induced reproduction with a single dose of 0.25 and 0.5 mL/kg Ovaprim®.

Key words: Gametes, Pimelodus blochii, sexual reproduction (Source:CAB).

INTRODUCCIÓN

La especie Pimelodus blochii Valenciennes, 1840, conocida comúnmente como: nicuro, chorrosco, barbudo (Pimelodidae), se clasifica dentro de los pequeños bagres y se distribuye en los ríos Magdalena, Cauca, Sinú, San Jorge, Cesar, Atrato y Baudó (1). Esta especie es importante para la pesca artesanal en la cuenca del río Magdalena (2) y es identificada como una especie migratoria (3), cuyo comportamiento trófico y reproductivo, al igual que el de otras especies de su género, está asociado en parte, con la dinámica hidrológica de los sistemas donde se presenta (4). Esto permite considerar a esta especie como un ejemplar óptimo para explotaciones piscícolas regionales y modelo ideal para ensayos de reproducción en cautiverio (5). De acuerdo con López-Casas y Jiménez-Segura (6) el nicuro para el caso de las hembras maduras presentan tallas entre los 13.2 y 21.6 cm de longitud estándar, siendo el mes de octubre el de mayor prevalencia de hembras maduras. Sin embargo, la mayoría de las especies de peces tropicales de agua dulce, de interés comercial como el nicuro P. blochii, son reofilicos, y por lo tanto precisan migrar para poder reproducirse, evento asociado a los periodos de lluvia, provocando disfunciones reproductivas cuando son mantenidos en cautiverio (7). Estas disfunciones reproductivas, son el resultado probablemente de la combinación del estrés generado por el cautiverio y la pérdida de las condiciones ambientales apropiadas para su reproducción natural (8).

Informaciones sobre el comportamiento reproductivo de nicuro, en su hábitat natural

y en ambientes confinados son escasas y para que su producción de progenies tenga éxito es necesario el uso de sustancias hormonales para inducir la vitelogénesis, maduración, ovulación y finalmente el desove. Sustancias inductoras como Extracto de Hipófisis de Carpa (EHC) y análogos de la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH, LHRH, Ovaprim®) han dado resultados positivos en la inducción a la maduración final y ovulación de las especies nativas (9). Sin embargo, el EHC presenta algunas desventajas, como su variabilidad en la cantidad y calidad de hormonas presentes y su alto costo en el comercio. En contraste la hormona liberadora de gonadotropina con un bloqueador de los receptores de D2 de dopamina, Ovaprim® presenta ventajas, como la no generación de respuesta inmunológica, induce la liberación de GtH endógeno desencadenando desde un nivel superior los procesos de maduración, ovulación, desove y espermiación. De esta forma se proporciona una mayor integración de las hormonas necesarias para la reproducción (8). En busca de mejorar el desempeño reproductivo, la optimización de las técnicas reproductivas y disminución de los costos, se han empleado dosis desde los 4.4 y 8 mg/kg de peso corporal utilizando EHC y desde los 0.050 y 0.75 mL/kg con Ovaprim® (9, 10).

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de inductores hormonales durante la reproducción de nicuro Pimelodus blochii.

Ramírez - Evaluación de la reproducción inducida de nicuro Pimelodus blochii



Sitio de estudio. El estudio se realizó en la estación piscícola Piedra Pintada, adscrita a la Central de Cooperativas de Caficultores del Huila CENTRACAFE, localizada a 3.3 Km del municipio de Aipe-Huila (Colombia), a 430 m sobre el nivel del mar, con pluviosidad de 1146.3 mm anuales, temperatura ambiente promedio de 28.1ºC, temperatura promedio del agua 27ºC y humedad relativa del 67%.

Material biológico. Los ejemplares de nicuro fueron tomados del plantel de reproductores mantenidos en estanques en tierra, los cuales fueron sometidos inicialmente a un período de manipulación mensualmente, buscando cierto grado de “acostumbramiento”, alimentados con una ración de 25% de proteína bruta, una vez al día, todos los días. Mensualmente se evaluó su maduración sexual. Para los procesos experimentales fueron preseleccionadas hembras por sus características externas como vientre abultado y papila genital ligeramente dilatada y enrojecida (11,12). Para la selección final de las hembras se evaluó la ubicación de la vesícula germinal o núcleo, estimando posiciones como central, en migración y periférico, así como los deformes (atrésicos). Para el caso de los machos la identificación y selección se realizó por medio de una observación más directa, colocando una alícuota de la muestra (10 µL) sobre una lámina portaobjetos montada en un microscopio óptico (10X de magnificación (Olympus, CX21, Japón), se determino la presencia o ausencia de espermatozoides debido a que no se muestra una viscosidad en las muestras colectadas, lo cual puede ser un factor de error en la selección. Los individuos seleccionados fueron trasladados a piletas circulares de cemento con una altura de 30 cm de columna de agua, donde permanecieron por lo menos 36 h antes de iniciar el proceso de inducción y hasta el final del experimento. Allí se identificaron por medio de microchips (Allflex, microchips inyectable, Francia) previamente implantados debajo de la aleta dorsal, registrando su peso corporal (g) y la longitud total (cm) de cada individuo.

Inducción hormonal. Se evaluaron tres tratamientos, utilizando Extracto de Hipófisis de Carpa (EHC) y una mezcla comercial de análogo superactivo de hormona liberadora de gonadotropina con un bloqueador de los receptores de D2 de dopamina, Ovaprim® (OVAP: sGnRHa + domperidona). Los tratamientos consistieron en aplicar vía intramuscular 0.25 mL/kg OVAP (T1-dosis única), 0.5 mL/kg de OVAP (T2-dosis única) y 6.25 mg/kg de EHC (T3), para este último

tratamiento la inyección fue dividida en 20 y 80%, con un intervalo de 12 h entre aplicación.

Se utilizó como tratamiento control, hembras inyectadas con solución salina fisiológica, siguiendo el mismo cronograma de los animales tratados. Para el caso de los machos con un peso promedio de 65.6±20.2 g, se les aplicó una dosis única (100%) de 0.75 mL/kg de Ovaprim®.

Período de latencia. Para conocer el intervalo de tiempo entre la ultima inyección decisiva y la ovulación, se calculó el período de latencia (ºh), tiempo transcurrido desde la aplicación de la última inyección hormonal hasta el momento de la ovulación y las hembras ovuladas se consideraron cuando los ovocitos salían fluidamente mediante presión anterio-posterior de la cavidad celómica. Considerando de esta manera que las hembras respondieron positivamente a la inducción hormonal.

Durante el experimento se midieron parámetros fisicoquímicos del agua, como temperatura (ºC), oxígeno disuelto (mg/L), pH, conductividad eléctrica (µs/cm) y sólidos disueltos (mg/L), empleando una sonda multiparamétrica (YSI 556, EUA).

Obtención de los gametos. Previo a la extracción de los gametos, los animales fueron tranquilizados por inmersión en una solución de Metanosulfonato de Tricaina (MS222, Argent Laboratories, EUA) a una concentración de 90 mg/L. Una vez observados los síntomas de anestesia como la pérdida del eje nado y disminución de los movimientos operculares, se retiraron de la solución, se secó cuidadosamente en el área ventral y se realizó presión manual en sentido cráneo caudal. Los ovocitos fueron recolectados en recipientes plásticos, mientras que el semen fue colectado con la ayuda de una micropipeta para aquellos animales que espermiaron.

Evaluación reproductiva. El desempeño reproductivo fue evaluado mediante el índice de ovulación (hembras ovuladas/hembras tratada). Se estimó la fecundidad absoluta (Fa) considerando el número de ovocitos desovados por hembra (ovocitos/hembra). Luego se calculó la fecundidad relativa (Fr) en función del número de ovocitos desovados por gramo de peso.

La fecundación se realizó en seco y seis horas post-fecundación (HPF) se determinó la tasa de fertilidad, en la fase del cierre del blastoporo.

Antes de la aplicación del tratamiento hormonal, para determinar el diámetro de los ovocitos en

3515Ramírez - Evaluación de la reproducción inducida de nicuro Pimelodus blochii

maduración final, se midieron 50 ovocitos de cada hembra, utilizando una reglilla adaptada a un estereoscopio (NIKON, SMZ800, Japón). Igualmente, los ovocitos postinducción se les midió su diámetro.

Análisis de resultados. Los resultados fueron expresados como media ± error estándar de la media (SEM). Para determinar los efectos de los tratamientos, los resultados fueron sometidos a un análisis de varianza (ANOVA). Inicialmente los datos fueron validados mediante los supuestos de homogeneidad de varianza y normalidad. Se utilizó como prueba de comparación Tukey-Kramer, con un nivel de significancia de p<0.05. Los procedimientos estadísticos fueron realizados empleando el software GraphPad InStat versión 3.06 para Windows.

RESULTADOS

La temperatura a la cual ocurrieron los desoves fue de 26.5±0.1 ºC, pH de 7.7±0.1, conductividad eléctrica de 315.7±0.5 µs/cm y promedio de sólidos disueltos de 157.6±0.2 (mg/L). La ovulación ocurrió en promedio para el T1 a las 297.1±30.0 (ºh), para el T2 294.6±32.9 (ºh). El menor tiempo de respuesta observado fue para el T3 (Tabla 1) con un valor promedio de 247.3±13.1 (ºh), al comparar esta variable entre los tratamientos no se observó diferencia estadística significativa (p>0.05).

El estudio demostró que el nicuro respondió positivamente a la inducción hormonal bajo los dos inductores hormonales evaluados. En todos los tratamientos se obtuvieron hembras ovuladas, donde los mayores índices de ovulación fueron obtenidos con Ovaprim® (T1 y 2) con 36.4 y 50%, respectivamente. El menor índice de ovulación se presentó al utilizar EHC en dosis de 6.25 mg/kg correspondiente al T3 (20%). El volumen seminal colectado por los machos inducidos fue muy bajo, menor a 50 µL, dificultando los procesos de fecundación en seco. En ciertos casos no se observó la presencia de semen por presión abdominal, siendo necesario el sacrificio de estos.

La Fa, estimada en este estudio a partir de los ovocitos obtenidos por único estrujamiento, fue entre 828 y 10743 ovocitos/ hembra con un peso promedio entre 28.9±4.3 y 50.4±6.8 g, que para este caso la mayor Fa fue para el T1 10743.1 ovocitos/hembra (Tabla 1).

Por su parte la Fr, promedio del nicuro osciló entre 1161 y 2070 ovocitos/g, correspondientes a T2 y T3, respectivamente (p>0.05).

El diámetro promedio de los ovocitos preinducción y postinducción fue de 736.3±13.1 y 1172.1±4.1 µm, respectivamente.

Las tasas de fecundación obtenidas en este estudio fueron mayores al 50%, para el caso del tratamiento 1 y 2, con valores de 74.5 y 32.7%, respectivamente.

DISCUSIÓN

Los ovocitos maduros de nicuro muestran un color amarillo, mientras que el semen es incoloro, sin presencia de cortejo. El estudio demostró que el nicuro respondió a la inducción hormonal con Ovaprim® y EHC; sin embargo, en dosis de 6.25 mg/kg de EHC (T3), representó el porcentaje más bajo, respondiendo sólo una hembra. Dosis similares han sido aplicadas en otros bagres como el blanquillo (Sorubim cuspicaudus) por Muñoz y Atencio (10) en una sola dosificación para el caso de Ovaprim, obteniendo un índice de ovulación de 66.7% al utilizar 0.25 mL/kg de Ovaprim, siendo mayor al ser comparado en este estudio. Autores como Aya y Arias (13), observaron un periodo de latencia mas corta en tigrito (Pimelodus pictus) tratados con EHC que en peces tratados con otras hormonas, lo cual concuerda con lo observado en este estudio para el caso del tratamiento 3 y 4. Esto puede ser explicado por el hecho de que la liberación de GnRH de la hipófisis y su respuesta en el ovario es un proceso secuencial, mientras que en los peces inyectados con EHC, la respuesta del ovario a la LH exógena es un proceso simple (14, 15). Por otro lado la presencia de GnRH en presentación comercial

Tabla 1. Resultados obtenidos con los diferentes protocolos de inducción de la ovulación y el desove de hembras de nicuro (Pimelodus blochii) con Ovaprim® y EHC. Datos mostrados como media ± error estándar de la media (SEM) (p>0.05).

Tto Peso (g) Longitud (cm) n1 Periodo de latencia (ºh) Fa Fr TF (%)

1 50.4±6.8 34.5±16.3 11/4 297.1±30.0 10743.1±9641.1 1903±556.8 74.6±0.0

2 55.8±9.1 32.6±13.9 12/6 294.6±32.9 2086.5±873.8 1161.2±337 32.7±16.7

3 28.9±4.3 16.2±0.9 10/2 247.3±13.1 828±288 2070±720 0

Cnt 35.8±8.0 16.9±1.5 9/0 ----- ---- ---- ----

Tto= tratamiento, Cnt= tratamiento control; 1 Hembras tratadas/hembras ovuladas; Fa= fecundidad absoluta; Fr= fecundidad relativa; TF= tasa de fertilidad


como el Ovaprim®, proporciona un estímulo más equilibrado de eventos reproductivos y, presumiblemente una mejor integración de estos eventos con otras funciones fisiológicas, por directa o indirectamente que afecta a la liberación de otras hormonas necesarias para el éxito de la reproducción inducida hormonalmente (8).

El porcentaje de respuesta ovulatoria, tiempo de latencia y porcentaje de fertilización en barbilla (Rhamdia sebae cf), utilizando 5.5 mg/kg de EHC en dosis de 10 y 90%, en intervalo de 12 h, fue de 9/12, 7.00±0.04 h y 60±24% (16). El período de latencia de la ovulación fue de 257.6±8.5ºh para el caso del bagre rayado (Pseudoplatystoma fasciatum), a una temperatura promedio de 25.8±0.9°C (16), con una fertilidad observada a las 6 h postseminación de 81.1±14.3%. Esto valores para el caso del porcentaje de fertilidad es mayor a lo observado en este estudio, dentro de las causas a la posible bajas en la tasa de fertilización se puede atribuir a la condición nutricional de los reproductores, a pesar de una alimentación constante en el cautiverio, donde cabe anotar que se trataban de individuos que provenían del medio natural bajo siete meses de adaptación a las condiciones del cautiverio, sumado al bajo o no presencia de volumen espermático en algunos casos.

La mayor dificultad que presenta el proceso de reproducción inducida de Pimelodus blochii, encontrado en este estudio reside en la determinación de la madurez de los machos por la no presencia de liberación espontanea de semen aún después del tratamiento hormonal. A pesar, de que en las diferentes especies de peces no necesitan de tratamiento hormonal para inducir la espermiación, no obstante, este proceso optimiza

el manejo del semen, lo cual facilita los procesos de fertilización artificial. Al igual que el nicuro, en especies como Clarias gariepinus (17,18), Ictalurus punctatus (19) y Leiarius marmoratus (20) no hay liberación espontanea de semen aún después de un tratamiento de inducción hormonal, siendo necesario el sacrificio de los machos para obtener el semen, con la necesidad e importancia de poder lograr la disminución de esta práctica y conseguir programas de reproducción económicamente viables (19,21).

Al comparar los costos con estas dos sustancias, es importante considerar las diferencias de precios existentes en el mercado, donde el EHC presenta un incremento mayor al 80% con respecto al Ovaprim®, de acuerdo a sus presentaciones existentes (1 g y 10 mL, respectivamente). De acuerdo al presente estudio la dosificación de 0.25 mL/kg se observa un ahorro del alrededor del 42 % con respecto a la dosis empleada de 6.25 mg/kg de EHC, resultando más económico en la inducción de nicuro P. blochii.

En conclusión el uso de inductores hormonales puede ser efectivo, sugiriendo que el Ovaprim® en dosis única de 0.25 y 0.5 mL/kg es suficiente para garantizar la reproducción inducida de Pimelodus blochii, además de ser una opción mas económica que el EHC.

Agradecimientos

Al Servicio Nacional de Aprendizaje SENA, a la Federación Colombiana de Acuicultores FEDEACUA, por la financiación de la investigación y a la Central de Cooperativas de Caficultores del Huila CENTRACAFE, por su apoyo en el desarrollo del presente estudio.

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3518

RESUMEN

Objetivo. Evaluar el desempeño y sobrevivencia de larvas de capaz Pimelodus grosskopfii suministrando alimento vivo (Cladóceros, Copépodos y Artemia salina). Materiales y métodos. Larvas de capaz fueron ubicadas en recipientes plásticos con un volumen útil de 3 L, a una densidad de 10 larvas L-1, fueron alimentadas cuatro veces al día, durante 15 días con nauplios de Artemia recién eclosionadas, Cladóceros de los géneros Moina y Ceriodaphnia y Copépodos calanoides. Las larvas de capaz se pesaron y se midieron al inicio y al final del experimento para estimar ganancia en peso (GP), ganancia en longitud (GL), tasa de crecimiento específico (TCE), Factor de crecimiento relativo (FCR) y sobrevivencia (S) Resultados. El tratamiento que presentó los mejores resultados en GP, GL y S fue el de larvas alimentadas con nauplios de Artemia (3.8 ± 0.2 mg, 8 ± 0.7 mm y 48.3% respectivamente) seguido de los tratamientos donde adicionó cladóceros y copépodos Conclusiones. Los nauplios de Artemia fue el tratamiento que presentó los mejores resultados en las variables productivas evaluadas en larvas de P. grosskopfii al inicio de su alimentación exógena.

Palabras clave: Artemia, Cladóceros, Copépodos, Pimelodus grosskopfii (Fuente: AIMS).

ABSTRACT

Objective. Evaluate the performance and survival of capaz larvae Pimelodus grosskopfii after supplying live food (Cladocera, Copepod and Artemia Salina). Materials and methods. Capaz larva were placed in plastic containers with an useful volume of 3 L , and a larvae density of 10 L-1, they were fed four times a day during 15 days with newly hatched Artemia nauplii, Cladocerans of the genders Moina and Ceriodaphnia and Copepods calanoides. Capaz larva were weighed and measured at the beginning and the end of the experiment in order to evaluate their weight gain (WG), length gain (LG), specific growth rate (SGR), relative growth factor (RGF), and survival rate(S). Results. The treatment that showed the best results in WG, LG and S was the lot fed with Artemia nauplii (3.8±0.2 mg, 8±0.7 mm and 48.3% respectively), followed by sample supplied with Cladocera and Copepods. Conclusions. The Artemia nauplii treatment revealed the best results on the productive variables evaluated in P. grosskopfii larvae at the beginning of their exogenous feeding.

Key words: Artemia, Cladocerans, Copepods, Pimelodus grosskopfii (Source: AIMS).

Evaluación de la primera alimentación en larvas de capaz Pimelodus grosskopfii bajo condiciones de laboratorio

Evaluation of first feeding of capaz larvae Pimelodus grosskopfii under laboratory conditions

Rubén Valbuena V,1 M.Sc, Beatriz Zapata-Berruecos,1 Esp, Angélica Otero-Paternina,2 M.Sc.

1Universidad Surcolombiana, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Av Pastrana Borrero Carrera 1A, Neiva, Colombia. 2Universidad Estadual Paulista, Câmpus de São José do Rio Preto, Brasil. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Julio de 2011; Aceptado: Agosto de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3518-3524, 2013.

ORIGINAL

3519

INTRODUCCIÓN

Las investigaciones colombianas relacionadas con acuicultura pretenden desarrollar paquetes tecnológicos para incorporar especies de silúridos y diversificar la piscicultura nacional. El capaz (Pimelodus grosskopfii) por sus características de calidad de la carne (blanca y ausencia de espinas intramusculares), tiene una alta aceptación comercial, características que junto a su potencial reproductivo mostrado en ensayos preliminares (1), lo hace una especie promisoria para el desarrollo de tecnologías de cultivo y a través de su vinculación a la piscicultura lograr la diversificación y ampliación de la oferta nacional. Esta especie se encuentra distribuida en las cuencas de los ríos Magdalena, Cauca y San Jorge (2), así como en el embalse de Betania (Huila) (3); y es considerada de interés comercial para la cuenca del río Magdalena (4).

Uno de los mayores problemas en la producción de alevinos de estas especies nativas es la fase de larvicultura, en las que se ha observado altas tasas de mortalidad, siendo las causas más relevantes: canibalismo, comportamiento derivado de sus hábitos piscívoros, condiciones ambientales inadecuadas y poco conocimiento de su hábitat y hábitos alimenticios en sistemas naturales (5,6). Por eso es importante el levante de larvas y posterior alevinaje con la utilización de organismos vivos como fuente de alimento que sustenta el crecimiento y el éxito de esta fase (7). El suministro de estos organismos ofrece ventajas principalmente por el valor nutritivo el cual se basa en el contenido de aminoácidos y ácidos grasos esenciales, entre otros elementos que favorecen el crecimiento y la sobrevivencia de las larvas (8).

El objetivo del presente trabajo fue evaluar el desempeño y sobrevivencia de larvas de capaz suministrando alimento vivo.


Localización y descripción del área de estudio. La investigación se llevó a cabo en el Laboratorio de Alimento Vivo de la estación Piscícola del Alto Magdalena adscrita al Instituto Colombiano para el Desarrollo Rural - INCODER. El clima se caracteriza por una altura promedio de 930 m.s.n.m, temperatura de 240C, precipitación pluvial anual de 1250 mm.

Material biológico. Las larvas de capaz Pimelodus grosskopfii fueron obtenidas por reproducción artificial, usando extracto de hipófisis de carpa, siguiendo los protocolos

evaluados para esta especie por Valbuena et al (1). La eclosión ocurrió entre las 18-20 horas post fertilización con una temperatura del agua promedio de 24.4 ± 0.4°C.

Toma de muestras. En la fase larvaria se tomaron muestras a partir de las 0 horas post eclosión (HPE); las muestras se tomaron cada hora hasta las 16 HPE y cada cuatro hasta las 80 HPE con un n= de 10 larvas por muestreo. Las larvas se fijaron en formol tamponado al 4% (v/v). Posteriormente, con una reglilla adaptada a un estereoscopio (Nikon SMZ800, Japón) se realizaron mediciones al saco vitelino (mm), abertura de la boca y longitud total (mm) para determinar el volumen y reabsorción del saco vitelino así como también la abertura máxima de la boca, empleando las siguientes formulas:

Volumen del saco. Para el volumen se determinó la altura y longitud del vitelo, aplicando la fórmula descrita por Junqueira (9)

62

Donde: V: volumen del saco vitelino expresado en mm3

L: longitud total del saco vitelino expresada en mmH: altura del saco vitelino expresada en mm.

Determinación de la reabsorción del saco vitelino. Para determinar el porcentaje de reabsorción del saco se empleó la siguiente fórmula

100= *

Donde: Vm: volumen del saco vitelino (mm3) a la hora de muestreo. Vi: volumen del saco vitelino (mm3) de larvas recién eclosionadas.

Determinación de la abertura máxima de la boca (AMB). Para determinar la abertura máxima de la boca se consideró un ángulo de 90° mediante la siguiente ecuación (10).

Donde:LMS: longitud máxima del maxilar superior en micras.

Evaluación de variables productivas en larvas de capaz alimentadas con diferentes tipos de organismos vivos. Larvas de 30 HPE

Valbuena - Evaluación de la primera alimentación en larvas Pimelodus grosskopfii


fueron distribuidas en recipientes plásticos con capacidad util de 3 L, cada recipiente contenían 30 larvas para una densidad de 10 larvas L -1

y se mantubo con aireación constante. Antes de iniciar el experimento se permitió un día de adaptación a las condiciones experimentales y las larvas muertas fueron remplazadas con larvas del mismo desove para mantener la densidad anotada. Los tratamientos fueron: nauplios de Artemia recién eclosionados, Cladóceros de los géneros Moina y Ceriodaphnia y Copépodos del genero Diaptomus, con cuatro réplicas por tratamiento. Los organismos zooplanctónicos utilizados en este ensayo provenían de cultivos.

Las larvas fueron alimentadas con una frecuencia de cuatro raciones diarias, suministradas a las 07:00, 12:00, 16:00 y 20:00 horas. La cantidad de alimento suministrado fue de 10 organismos por larvas en cada ración, durante los primeros 5 días. Esta se duplicó en los siguientes 5 días y se triplicó hasta el final del ensayo; por volumetría se cuantificaban los organismos a suministrar. Dos horas después de cada ración se realizó limpieza a cada recipiente con el objetivo de retirar los organismos que no fueron consumidos. El ensayo fue conducido bajo condiciones controladas de laboratorio, temperatura de 27±1ºC en oscuridad total y tuvo una duración de 15 días.

Determinac ión de l c rec imiento y sobrevivencia larval. Al inicio y final del ensayo, las larvas de cada tratamiento fueron pesadas individualmente en una balanza analítica (Pioneer OHAUS, China) y medidas con un calibrador (±0.01) con el fin de determinar los siguientes parámetros productivos:

Ganancia en peso (mg).

= -

Donde:Pf: peso finalPi: peso inicial

Ganancia en longitud (mm).

= - Donde:Lf: longitud final Li: longitud inicial

Sobrevivencia (%).

S = 100 Ni

Donde:Nf: número de larvas finales Ni: número de larvas iniciales

Ganancia diaria de peso (mg día -1).

Donde:Pf: Peso final Pi: Peso inicialT: días del ciclo de producción

Tasa de crecimiento específica.

Factor de crecimiento relativo.

Donde:Pf: Peso final Lf: Longitud final

En cada unidad experimental una vez al día se realizaron mediciones de los siguientes parámetros de calidad de agua: temperatura (°C), oxígeno disuelto (mg L-1) y pH haciendo uso de una sonda multiparamétrica YSI (YSI Professional Plus, USA).

Análisis estadístico. Los datos de las variables productivas se presentan mediante estadística descriptiva. Para analizar los efectos del tipo de alimento vivo se realizó un análisis de varianza (ANOVA) de una vía tipo MLG, verificando previamente los supuestos de normalidad (prueba de Kolmogorov-Smirnov) y homogeneidad de varianzas (prueba de Levene). Se utilizó la prueba de Bonferroni con el fin de comparar las medias entre los diferentes tratamientos. El criterio de significancia fue p<0.05. Los datos de sobrevivencia fueron transformados con la función del Arcoseno e igualmente la ganancia de peso fue trasformada usando la función logaritmo natural. Los análisis estadísticos fueron realizados usando el programa R.

RESULTADOS

Los parámetros de calidad de agua, determinados durante el ensayo, se muestran en la tabla 1. La temperatura, oxígeno disuelto y pH fueron uniformes en todos los tratamientos durante los 15 días del ensayo, sin presentar diferencias significativas entre los tratamientos (p>0.05).

El volumen inicial del saco vitelino en las larvas fue de 0.154 mm3; este fue reabsorbido a las 50 HPE aproximadamente.

3521

Tabla 1. Parámetros de calidad de agua monitoreados en los diferentes tratamientos, durante la evaluación del desempeño del capaz (Pimelodus grosskopfii) en los ensayos de primera alimentación. Valores expresados como media ± SD.

Tratamientos Temperatura (°C)

Oxígeno Disuelto (mg

L-1)pH

Artemia 24.9 ± 1.2 4.7 ± 0.4 7.9 ± 0.2

Cladóceros 24.5 ± 1.1 4.4 ± 0.6 8.1 ± 0.3

Copépodos 24.6 ± 1.1 4.5 ± 0.7 8.2 ± 0.3

Se observó abertura de la boca a las 11 HPE, alcanzando el máximo a las 43 HPE con un valor de 600±0.60 µm. Las larvas iniciaron la alimentación exógena entre las 40 y 45 HPE, con una longitud de 4.26±0.3 mm Lt y un peso de 1±0.5 mg.

Se observaron diferencias significativas en las medias de longitud total (p<0.05) y peso corporal (p<0.05) de las larvas sometidas a los diferentes tratamientos durante 15 d. El tratamiento que presentó la mayor ganancia de peso y longitud fue el de larvas alimentadas con Artemia con valores de 15.3±4.8 mg y 13.6±1.6 mm respectivamente; el que presentó el menor valor fue el tratamiento de larvas alimentadas con copépodos (3.8 ± 0.2 mg y 8 ± 0.7 mm, respectivamente) (Figuras 1 y 2).

En cuanto al porcentaje de sobrevivencia se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos (p<0.05). La mayor sobrevivencia se obtuvo en el tratamiento donde se suministraron nauplios de Artemia recién eclosionados con un valor de 48.3%, seguido del tratamiento donde se alimentó con cladóceros con el 6.7% (Figura 3).

Figura 2. Ganancia de longitud en larvas del capaz utilizando tres diferentes fuentes de alimento vivo. Valores mostrados como media ± SD. Diferencias entre los tratamientos son indicados como a, b según el test de Bonferroni (p<0.05).

Figura 1. Ganancia de peso de larvas del capaz (Pimelodus grosskopfii). Valores mostrados como media ±SD. Diferencias entre los tratamientos son indicados como a, b según el test de Bonferroni (p<0.05).

En la tabla 2 se muestran los promedios de ganancia diaria de peso, tasa de crecimiento específico y el factor de crecimiento relativo. Los mayores valores para estas variables productivas se presentaron en el tratamiento donde se suministró nauplios de Artemia.

Figura 3. Porcentaje (%) de sobrevivencia de larvas del capaz, utilizando tres diferentes fuentes de alimento vivo. Valores mostrados como media SD. Entre columnas, para cada tratamiento, letras diferentes indican diferencias significativas (p<0.05) según el test Bonferroni.

Tabla 2. Variables productivas determinadas en larvas del capaz utilizando tres diferentes fuentes de alimento vivo. Valores mostrados como media ± SD.

TratamientosGanancia diaria

de peso (mg/día)

Factor de crecimiento

relativo

Tasa de crecimiento específico

Artemia 1.02±0.32 1.1 18.2

Cladóceros 0.32±0.02 0.4 10.5

Copépodos 0.25±0.01 0.5 8.9



Dentro de los tratamientos las larvas alimentadas con nauplios de Artemia presentaron los mejores resultados en cuanto a ganancia de peso y longitud, resultados similares se han observado en los procesos de larvicultura de otros bagres como P. fasciatum (13), Rhamdia sebae (21), el bagre asiático Pangasius bocourti (22). Sin embargo, para la especie L. marmoratus se reportan ganancias menores (15). Se ha determinado que para la mayoría de silúridos en su etapa larval, se requiere de 50% de proteína bruta y entre 10 y 15% de lípidos. Artemia ha sido utilizada debido a sus aportes nutricionales, la cual contiene ácidos grasos (n-3 y n-6) y más del 47 % de proteína (23). Sin embargo, sus elevados costos obligan a explorar otras fuentes de organismos zooplanctónicos. Dentro de estos, los cladóceros se presentan como alternativa alimenticia en la larvicultura de silúridos, estudios muestran un aumento significativo en el crecimiento de larvas P. fasciatum alimentadas con cladóceros sin enriquecer (13). De igual manera la mayor sobrevivencia se presentó en el tratamiento donde se suministró nauplios de Artemia, seguida por el tratamiento de cladóceros; resultados similares obtuvieron en L. marmoratus (15), Rhamdia sebae (21), P magdalenae (10). Nuñez et al (12) reportan que larvas de P. fasciatum alimentadas con zooplancton natural y Artemia, presentaron altas tasas de sobrevivencia, hasta los 15 días post-eclosión (DPE) luego decrece considerablemente en los tratamientos alimentados con zooplancton natural, debido a que el zooplancton tiene baja digestibilidad de nutrientes y contenido de energía (24,25).

Con respecto a las variables productivas ganancia diaria de peso, tasa de crecimiento y factor de crecimiento, los mejores resultados nuevamente se presentaron en el tratamiento con Artemia seguido del tratamiento de cladóceros; resultados similares a lo reportado en P. fasciatum (26) S. cuspicaudus cuando se le suministró mesocosmo compuesto por cladóceros y copépodos (27). Estos resultados quizás se debieron al tamaño del estadio de nauplio, el cual es apto para muchas larvas de peces en la larvicultura comercial (22).

En este estudio se detectó canibalismo en todos los tratamientos, durante los primeros días del ensayo, lo cual coincide con lo reportado en B. sinuensis (18), L. marmoratus (15), P. fasciatum (14). Según Atencio-García et al (5), el canibalismo es una conducta adaptativa en condiciones de escasez de alimento, la cual está definida por la frecuencia de alimentación así como por la distribución y tamaño del alimento.

DISCUSIÓN

Las características físicas y químicas del agua durante la etapa de larvicultura requieren de un monitoreo continuo para garantizar un buen desempeño. Dentro de las variables de importancia, el oxígeno disuelto es una de las más críticas en el cultivo de organismos acuáticos. Su deficiencia incide sobre variables como ganancia de peso, conversión alimenticia y sobrevivencia (10).

Los valores de oxígeno en este estudio fueron de 4.5 ± 0.2, según Link et al (11) y Nuñez et al (12) los valores de oxígeno disuelto se deben mantener por encima de los 4 mg L-1 en la fase de larvicultura. Los resultados en este estudio se encuentran dentro de este rango. Los valores de pH fueron de 8.07 ± 0.2, según Atencio-García et al (10), el pH en las especies neotropicales debe mantenerse entre 6 y 9. Los valores de temperatura oscilaron en promedio de 24.7 ± 0.2, los cuales se encuentran por debajo a lo reportado en otros silúridos como P. fasciatum (13,14) y Leiarius marmoratus (15). La temperatura está asociada directamente con el metabolismo de los organismos y juega un papel importante durante el desarrollo desde la fertilización hasta su eclosión y posteriores estadios (12,16).

Una de las características que se debe tener en cuenta para las buenas prácticas de primera alimentación es el momento en el cuál se va a suministrar el primer alimento, el cual tiene una relación directa con la reabsorción del saco vitelino y el tamaño de la boca. La abertura máxima de la boca en larvas de capaz para este estudio fue de 600 ± 0.60 µm, similar a lo reportado en otras especies de bagres como blanquillo (Sorubim cuspicaudus) con una abertura de 600 μm (17); Ramírez et al (15) reportaron para yaque L. marmoratus un valor de 532.6±7.8 μm el cual se encuentra por debajo a lo reportado en este estudio, mientras que Atencio et al (18) reportaron para dorada (Brycon sinuensis) la abertura bucal máxima en 1.2 ± 0.1 mm y en bocachico Prochilodus magdalenae de 671 ± 12.8 μm (10). La abertura bucal al inicio de la alimentación exógena determina la cantidad y el tipo de presa que puede ser ingerido sumado a otras características morfológicas asociadas al aparato mandibular (19). La alimentación exógena se inició entre las 40 y 45 HPE, valores similares a lo reportado en S. cuspicaudus las cuales fueron de 46 a 48 HPE (16) y 44 a 48 HPE en P. magdalenae (10), mientras para L. marmoratus fue de 35 y 40 HPE (15), Atencio-García et al (20) registró para yamú Brycon siebenthalae la alimentación exógena a las 36 HPE.

3523

Los resultados del presente estudio permiten concluir que los nauplios de Artemia por su tamaño y composición bromatológica fue el mejor alimento para larvas de P. grosskopfii al inicio de su alimentación exógena, lo cual se reflejó en las variables que fueron evaluadas, seguido de las larvas que fueron alimentadas con cladóceros. Se recomienda seguir evaluando otros tipos de alimento para consolidar el proceso de larvicultura de esta especie.

Agradecimientos

Al Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, Universidad Surcolombiana y a la Corporación Centro De Desarrollo Tecnológico Piscícola Surcolombiano - Acuapez (convenio No 054) por el apoyo financiero, así como al Instituto Colombiana de Desarrollo Rural - INCODER por el apoyo logístico y a los Tecnólogos en Acuicultura Yurany Perdomo y Daiver Rojas, por su colaboración en la conducción del ensayo.

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3525

RESUMEN

Objetivo. Evaluar los parámetros biológicos de crecimiento y reproducción de la mojarra amarilla en el embalse de Urrá. Materiales y métodos. Se colectaron 593 individuos para estudiar las relaciones talla-peso y la biología reproductiva. La relación longitud-peso y el factor de condición se estimaron con WT =a LTb y Fc =WT/LTb, y se estimó proporción sexual, tallas e índices de madurez sexual, época de desove, diámetro de los ovocitos y fecundidad. Resultados. 235 individuos fueron hembras, 212 machos, 28 indiferenciados y 118 no sexados. La relación longitud-peso para sexos combinados fue WT =0.013 (± 0.04) LT3.07 (± 0.03), r =0.99, n =593. La proporción sexual fue 1.1:1, la talla media de madurez sexual para sexos combinados fue 11.0 cm LT, el diámetro de los ovocitos fue 1376 µm y la fecundidad promedio por desove fue 1732 ovocitos. Conclusiones. La mojarra amarilla mostró crecimiento isométrico en el embalse de Urrá, con talla media de captura menor que en el resto de la cuenca del río Sinú, sin dimorfismo sexual a la talla, período de reproducción prolongado y desoves parciales, ovocitos grandes y baja fecundidad, con correlación entre el factor de condición y el índice de madurez sexual, pero independientes del nivel de las aguas del embalse.

Palabras clave: Caquetaia kraussii, Colombia, crecimiento, reproducción (Fuente: AIMS).

Crecimiento y reproducción de la mojarra amarilla(Caquetaia kraussii Steindachner, 1878) en el embalse de

Urrá, Colombia

Growth and reproduction of yellow mojarra(Caquetaia kraussii Steindachner, 1878) in the Urrá reservoir,

Colombia

Delio Solano-Peña,1,2 M.Sc, Fredys Segura-Guevara,2 M.Sc, Charles Olaya-Nieto,2* M.Sc.

1Autoridad Nacional de Acuicultura y Pesca. AUNAP. Bogotá, Colombia. 2Universidad de Córdoba, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Departamento de Ciencias Acuícolas, Laboratorio de Investigación Biológico Pesquera-LIBP. Lorica, Colombia. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Diciembre de 2011; Aceptado: Octubre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3525-3533, 2013.

ORIGINAL


ABSTRACT

Objective. Assess the biological parameters of growth and reproduction of yellow mojarra of the Urrá reservoir. Materials and methods. 593 individuals were collected for this study where the length-weight relationships and reproductive biology were evaluated. The length-weight relationship and condition factor were estimated through TW =aTLb and Cf =TW/TLb; sex ratio female: male, size and sexual maturity index, spawning season, oocyte diameter and fecundity were also estimated. Results. The study found 235 individuals were females, 212 were males, 28 were undifferentiated and 118 were not sexed. The length–weight relationship for both sexes was: TW =0.013 (± 0.04) TL3.07 (± 0.03), r=0.99, n=593. The sex ratio was 1.1:1, the length at first maturity for both sexes was 11.0 cm TL, oocyte diameter was 1376 µm and average fecundity per spawn was 1732 oocytes. Conclusions. Yellow mojarra showed isometric growth in the Urrá reservoir, with an average catch size smaller than from the rest of the Sinu River basin, with no sexual dimorphism in size, prolonged spawning season and partial spawnings, large oocytes and low fertility, with a correlation between the condition factor and sexual maturity index, but independent of the water level of the reservoir.

Key words: Caquetaia kraussii, Colombia, growth, reproduction (Source: AIMS).

INTRODUCCIÓN

La Mojarra amarilla es nativa de Colombia y Venezuela, en la parte media y baja de los ríos Atrato, Sinú, San Jorge, Cesar, Arauca, Cauca, Magdalena, Catatumbo hasta Puerto Berrío. Presenta un color amarillo, con una serie de bandas transversales oscuras, manchas negras en la parte baja del opérculo, detrás de él, debajo de la aleta dorsal y una cuarta en la aleta caudal. Su hábitat son las aguas tranquilas de las tierras bajas (ciénagas), siempre y cuando sean aguas dulces o de salinidad muy baja (1).

Es una especie muy voraz, que consume peces, insectos y ovocitos, se reproduce durante todo el año presentando cuidado parental y que en la ciénaga Grande de Lorica no ha sido tan afectada por los cambios introducidos en la dinámica del río Sinú desde la construcción y puesta en marcha de la hidroeléctrica Urrá, convirtiéndose en especie reemplazo de las tradicionalmente capturadas y de mayor valor comercial de la cuenca, por lo que su pesquería no era tan crítica como la de otros peces, aunque debía regularse en el mediano plazo teniendo en cuenta que era la quinta especie en importancia comercial en la cuenca del río Sinú (2).

El objetivo de este proyecto fue evaluar los parámetros biológicos de crecimiento y reproducción de la Mojarra amarilla en el embalse de Urrá.


Localización y descripción del área de estudio. El área de estudio fue el embalse de Urrá, el cual se construyó represando al río Sinú a la altura de Angostura de Urrá a 267 km

de su desembocadura, siendo desviado en el año 1995 e iniciándose su llenado a finales del año 1999 y su área de inundación es de 7400 ha. El embalse se ubica en el departamento de Córdoba, a 30 km del municipio de Tierralta. Los ríos Sinú y Verde confluyen en el embalse y son el principal aporte hidrológico al mismo, además de pequeñas quebradas que discurren aportando sus aguas al embalse (3). La pluviosidad en las zonas altas puede llegar hasta 2000 mm anuales en el embalse de Urrá y 5000 mm en las estribaciones del Nudo de Paramillo, mientras en las zonas bajas los valores medios anuales son de 1200 mm por año. Se observa un régimen bimodal de precipitaciones, con períodos lluviosos en abril-junio y agosto-octubre. El principal período seco se prolonga desde noviembre a marzo, con uno de menor proporción en julio-agosto (4).

Obtención de las muestras. La colecta de los individuos fue realizada por el Laboratorio de Investigación Biológico Pesquera-LIBP entre enero y diciembre 2003. Las muestras fueron tomadas de las capturas con los diferentes artes de pesca empleados en el embalse como son trasmallo y línea de mano. Se colectaron 593 individuos para la relación longitud-peso, a quienes se les tomó longitud total (LT) y longitud estándar (LS) al milímetro más cercano con un ictiómetro graduado en mm (Tridente, España), y el peso total (WT) al gramo más cercano con una balanza eléctrica (Ohaus, USA) con capacidad de 5000 g (± 1 g).

Relaciones talla-peso. Se estimó la regresión l ineal longitud estándar- longitud total (LT=a+bLS), aplicando el método de los mínimos cuadrados: y = a + b x Ricker (5), en donde: y es la variable dependiente medida en cm (LT),

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a es el intercepto de la recta de regresión, b es la pendiente de la recta de regresión y x es la variable independiente medida en cm (LS).

También se estimó la relación longitud-peso, la cual es una regresión potencial que relaciona una medida lineal (longitud) con una de volumen (peso) de acuerdo con la ecuación: WT=a LTb (6), en donde, WT es el peso total del pez en gramos, a es una constante de regresión equivalente al factor de condición (Fc), LT es la longitud total del pez en centímetros y b es el coeficiente de crecimiento de la regresión. El factor de condición (Fc) se calculó mensual (enero a diciembre) y anual con la ecuación: Fc = WT/LTb (6).

Los valores obtenidos para talla y peso total se expresaron como promedio (± desviación estándar). Se establecieron intervalos de confianza al 95% y se aplicó el test de student al coeficiente de crecimiento de la relación longitud-peso para establecer la isometría. Se aplicó la prueba del análisis de varianza de una vía a la pendiente de la relación lineal, a los coeficientes de crecimiento de la relación longitud-peso y a los factores de condición mensuales. Cuando se encontraron diferencias estadísticas significativas se aplicó el test de comparaciones múltiples de Tukey-Kramer.

Biología reproductiva. Los peces se evisceraron y las gónadas se separaron del resto de órganos, se pesaron con una balanza eléctrica (Ohaus, USA) con capacidad de 1500 g (± 0.01) g, y se conservaron en solución de Gilson. Se registró la fecha, sitio de captura, arte de pesca utilizado, peso eviscerado, sexo, peso de las gónadas, número de la muestra y estado de madurez sexual de acuerdo con la siguiente escala: I, Inmaduro o Virgen; II, En maduración; III, Maduro y IV, Vacío o desovado (7).

La proporción sexual total se calculó con la ecuación: %machos = 100 * Nm/Nt (8), en donde Nm es el número de machos y Nt el número total de individuos, y la proporción sexual a la talla con la técnica de Holden & Raitt (9). Entre junio y diciembre se estimaron el Índice gonadosomático (IGS) (10): IGS=100*(WG/WT), en donde WG es el peso de las gónadas en gramos y WT es el peso total del pez en gramos; y el Índice gonadal (IG) (11): IG = 10n * (WG/LTb), en donde LT es la longitud total del pez en centímetros, b es el coeficiente de crecimiento de la relación longitud-peso y 10n es un factor utilizado para efectos de cálculos y comparación con IGS.

La talla media de madurez sexual se estimó con la metodología de Sparre & Venema (12). Con un ocular micrométrico se midió el diámetro

a 506 ovocitos procedentes de diferentes muestras de todos los meses en donde se colectó, seleccionadas al azar para observar y seleccionar el tamaño correspondiente a los ovocitos maduros lo cual está asociado con los estados de madurez sexual.

Para estimar la fecundidad por desove, se analizaron 29 muestras de hembras en estado III, tomándose tres submuestras con peso promedio de 0.15 g cada una por gónada. Se utilizó el método gravimétrico (9) con la ecuación: F=nG/g, en donde n es el número de ovocitos maduros en la muestra, G es el peso de todos los ovocitos y g es el peso de la muestra. Se utilizó estadística descriptiva y las variables fueron expresadas como promedio ± desviación estándar. Para comprobar si la proporción sexual estimada se ajustaba a la esperada, se aplicó el test estadístico χ2-cuadrado.

RESULTADOS

Relaciones talla-peso. Se colectaron 593 individuos, de los cuales 235 fueron hembras, 212 machos, 28 indiferenciados y 118 individuos a los cuales no se les estableció el sexo. La longitud estándar osciló entre 5.8 y 27.0 (10.2±4.0) cm y coeficiente de variación de 39.5%, la longitud total fluctuó entre 7.9 y 35.1 (13.3±5.1) cm y coeficiente de variación de 38.2% y el peso osciló entre 7.0 y 691.0 (59.8±106.4) g y coeficiente de variación de 181%. Como todos los coeficientes de variación son mayores al 30%, se infiere que las tallas y los pesos de la población son heterogéneos. La talla media de captura fue 13.3 cm LT, apreciándose que el 88.7% de los individuos (n=526) son capturados con tallas menores a la talla mínima de captura permitida por el INPA (13) para la cuenca del Sinú (17.1 cm LT, 13.0 cm LS).

La regresión longitud estándar-longitud total anual estimada por sexo fue:

LT = 0.46 (± 0.14) + 1.28 (± 0.01) LS, r = 0.99, n = 235 (Hembras)LT = 0.47 (± 0.13) + 1.28 (± 0.01) LS, r = 0.99, n = 212 (Machos)LT = 0.45 (± 0.07) + 1.28 (± 0.01) LS, r = 0.99, n = 593 (ambos sexos, Figura 1)

En la regresión longitud estándar-longitud total para sexos combinados se encontraron diferencias estadísticas significativas entre las pendientes estimadas para cada mes (F=141.27; p<0.0001; gl=592). El test de Tukey-Kramer mostró que las diferencias se presentaron entre todos los meses evaluados.

Solano - Crecimiento y reproducción de la mojarra amarilla


Los parámetros de crecimiento de la relación longitud-peso se estimaron a partir de la información mensual de longitud total y peso total, la cual se presenta en las tablas 1 y 2. Para sexos combinados, el coeficiente de crecimiento b osciló entre 2.72 en diciembre y 3.33 en enero (Tabla 1), con valor anual de 3.07 (Tabla 2). El test de student (p<0.05) confirmó que ocho coeficientes de crecimiento son isométricos o estadísticamente similares a tres (b=3.0), mientras que el resto son estadísticamente diferentes de tres, tres alométricos positivos (b>3.0) (mayo, junio, septiembre) y uno alométrico negativo (b<3.0) (diciembre), lo que indica que hubo correspondencia entre el crecimiento en longitud y el crecimiento en peso

de la especie en ocho de los doce meses de estudio. Se encontraron diferencias estadísticas significativas entre los coeficientes de crecimiento mensuales (F=83.425; p<0.0001; gl=592). El test de Tukey-Kramer mostró que las diferencias se presentaron entre todos los meses evaluados. El valor anual de b para hembras (3.07), machos (3.08) y sexos combinados (3.07) fue isométrico (= 3.0).

El factor de condición osciló entre 0.006 (±0.71) en enero y 0.029 (±0.27) en diciembre (Tabla 2), siendo su valor anual 0.013 (±0.04), sin diferencias estadísticas significativas (F=0.1230; p<0.0001; gl=592) y se confirmó la premisa de la relación inversa existente entre el coeficiente de crecimiento y el factor de condición.

A partir de las estimaciones del coeficiente de crecimiento y del factor de condición se construyeron las curvas anuales de la relación longitud–peso para hembras, machos y sexos combinados (Figura 2). Con referencia al ciclo hidrológico del embalse de Urrá, se observó correlación directa entre el factor de condición con los niveles del agua en mayo, junio, julio y agosto.

La regresión longitud total-peso total estimada fue:

WT = 0.013 (± 0.09) LT 3.07 (± 0.09), r = 0.98, n = 235 (hembras)WT = 0.012 (± 0.09) LT 3.08 (± 0.08), r = 0.98, n = 212 (machos)

Tabla 1. Información básica de talla, peso y parámetros de crecimiento de la relación longitud-peso (LT-WT) en sexos combinados de la Mojarra amarilla. Año 2003.

Longitud total (cm) Peso total (g) Relación longitud-pesoMeses n Rango Prom. D.E. Rango Prom. D.E. b ± I.C. a ± I.C. r r2

Enero 30 11.0-22.3 13.3 2.4 9.0-173.0 41.0 31.1 3.33 ± 0.63 0.006 ± 0.71 0.90 0.81

Febrero 28 10.5-13.5 11.8 0.8 19.0-41.0 27.1 6.1 2.80 ± 0.57 0.026 ± 0.62 0.89 0.79

Marzo 33 9.4-30.0 14.6 6.1 14.0-453.0 83.2 129.1 3.07 ± 0.09 0.013 ± 0.11 0.99 0.99

Abril 65 9.4-28.7 13.3 4.3 13.0-375.0 51.0 84.0 3.05 ± 0.11 0.013 ± 0.12 0.99 0.98

Mayo 56 8.6-35.1 14.5 6.3 7.0-691.0 83.7 149.2 3.16 ± 0.08 0.010 ± 0.09 0.99 0.99

Junio 77 7.9-33.3 13.5 6.3 8.0-516.0 73.4 130.5 3.06 ± 0.05 0.013 ± 0.06 0.99 0.99

Julio 61 9.0-31.3 13.2 5.8 10.0-486.0 62.4 115.7 3.04 ± 0.07 0.013 ± 0.08 0.99 0.99

Agosto 63 10.0-31.3 13.2 5.0 15.0-486.0 57.0 100.7 3.06 ± 0.09 0.013 ± 0.09 0.99 0.99

Septiembre 47 10.4-23.6 12.1 2.6 15.0-214.0 30.6 36.2 3.15 ± 0.10 0.010 ± 0.11 0.99 0.99

Octubre 40 8.5-30.4 15.7 6.9 9.0-502.0 96.8 136.5 3.06 ± 0.09 0.012 ± 0.11 0.99 0.99

Noviembre 47 8.7-32.6 12.8 5.0 9.0-549.0 53.9 121.7 3.03 ± 0.15 0.014 ± 0.16 0.99 0.97

Diciembre 46 9.0-17.2 12.1 1.5 12.0-76.0 26.7 12.0 2.72 ± 0.25 0.029 ± 0.27 0.96 0.92

Tabla 2. Información básica anual de talla, peso y parámetros de crecimiento de la relación longitud-peso de la Mojarra amarilla. Año 2003.

Longitud total (cm) Peso total (g) Relación longitud-peso

Sexo n Rango Prom. D.E. Rango Prom. D.E. b ± I.C. a ± I.C. r r2

Hembras 235 8.3-30.2 12.2 3.1 9.0-502 36.0 61.6 3.07 ± 0.09 0.013 ± 0.09 0.98 0.95

Machos 212 7.9-30.4 12.4 3.4 8.0-516 39.0 74.0 3.08 ± 0.08 0.012 ± 0.09 0.98 0.96

SC 593 7.9-35.1 13.3 5.1 7.0-691 58.7 106.4 3.07 ± 0.03 0.013 ± 0.04 0.99 0.98

Figura 1. Relación longitud estándar-longitud total para sexos combinados de la Mojarra amarilla en el embalse de Urrá.

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WT = 0.013 (± 0.04) LT 3.07 (± 0.03), r = 0.99, n = 593 (sexos combinados)

Biología reproductiva. De los 475 individuos que fueron sexados, 235 fueron hembras, 212 machos y 28 indiferenciados, notándose el alto número de indiferenciados en julio con 67.9% del total. Las tallas oscilaron entre 7.9 y 30.4 (12.2±3.2) cm LT con coeficiente de variación de 25.9% (homogéneo) y los pesos totales fluctuaron entre 7.0 y 516.0 (36.1±65.7) g con coeficiente de variación de 181.9% (heterogéneo).

La proporción sexual hembra: macho observada fue 1.1:1, similar a lo esperado (χ2:1.183; p<0.05; 1 gl). La proporción sexual hembra: macho a la talla fue similar a lo esperado en casi todos los intervalos excepto entre 17.0-19.0 cm LT (χ2:4.000; p<0.05; 1 gl). En ambos casos, ya sea para meses como para tallas, se observa que en el 91.7% hay correspondencia con la proporción sexual total.

El 41.5% de los individuos colectados (n=197) fueron individuos inmaduros o vírgenes o en estado de madurez I, seguidos por individuos maduros en estado de madurez III con 30.1% (n=143). La colecta de ejemplares hembras maduras se dió en casi todos los meses del año (n=57), excepto abril, resaltando que fue casi el 50% de los individuos inmaduros o vírgenes. Mayo y junio fueron los meses con mayor número de individuos colectados. Para machos se observaron individuos maduros en diez meses del año (n =86), excepto enero y abril, siendo equivalente al número de individuos inmaduros o vírgenes colectados (n =86). Mayo (17), junio (17) y julio (11) fueron los meses con mayor número de individuos colectados, respectivamente (Tabla 3). Para las hembras

maduras en estado de madurez gonadal II y III, el índice gonadosomático osciló entre 0.447-5.833 (2.758 ±1.33). A nivel mensual, este índice fluctuó entre 0.946 (noviembre) y 3.706 (julio), observándose valores alternantes mientras que el nivel del embalse aumentaba paulatinamente entre junio y diciembre (Figura 3). Lo anterior indica que el desove de la especie no está sujeto o influenciado por los niveles del

Tabla 3. Número mensual de estadios de madurez gonadal de la Mojarra amarilla en el embalse de Urrá. Año 2003.

Mes Hembras Machos

I II III IV Total I II III IV Total

Enero 8 4 2 0 14 2 6 0 0 8

Febrero 6 2 6 1 15 7 2 4 0 13

Marzo 12 2 3 0 17 7 1 4 0 12

Abril 28 8 0 0 36 17 4 0 0 21

Mayo 4 6 13 2 25 4 1 17 0 22

Junio 10 12 8 2 32 11 1 17 2 31

Julio 3 7 5 1 16 5 3 11 0 19

Agosto 6 4 2 1 13 2 2 4 0 8

Septiembre 4 6 6 0 16 6 4 4 0 14

Octubre 3 3 4 0 10 3 2 9 0 14

Noviembre 9 4 3 0 16 14 8 7 0 29

Diciembre 18 2 5 0 25 8 4 9 0 21

Total 111 60 57 7 235 86 38 86 2 212

Figura 3. Índices de madurez sexual de hembras de Mojarra amarilla en el embalse de Urrá. Año 2003.

Figura 2. Relación longitud-peso de la Mojarra amarilla en el embalse de Urrá. Sexos combinados 2003.

cuerpo de agua en que habita, a diferencia de los peces reofílicos.

La talla de inicio de madurez sexual encontrada fue de 9.4 cm LT (7.0 cm LS) y 9.6 cm LT (7.1 cm LS) para hembras y machos, respectivamente. La talla media de madurez sexual fue estimada en 10.4, 11.5 y 11.0 cm LT (7.8, 8.6 y 8.2 cm LS) para hembras, machos y sexos combinados (Figura 4), respectivamente. El diámetro de los maduros fluctuó entre 1282 y 1619 µm, con promedio de 1376 ±75 µm, correspondiendo a ovocitos grandes.



La colecta de hembras y machos en estado de madurez III en casi todos los meses del año, los índices de madurez gonadal y el diámetro de los ovocitos maduros permitió inferir que la Mojarra amarilla es un pez con ovocitos grandes y un período de reproducción prolongado durante el año, en el que se presentan varios desoves parciales con evento principal en julio cuando los índices de madurez gonadal alcanzaron sus máximos valores. La fecundidad promedio por desove o número de ovocitos promedio por desove fue estimada en 1732 ±2368.

DISCUSIÓN

A pesar de las desviaciones observadas en las longitudes estándar y total de los peces muestreados y de que los coeficientes de variación fueros heterogéneos, no se observó dimorfismo sexual a la talla al no encontrarse estadísticamente predominio de un sexo sobre el otro, a diferencia de lo reportado para la especie en las ciénagas Grande de Lorica y de Ayapel (14). Cabe anotar que las diferencias en la tasa de crecimiento entre hembras y machos pueden estar relacionadas con las proporciones corporales y, como tal, pueden traducirse en dimorfismo sexual debido a sus estrategias reproductiva, trófica y de comportamiento, y al patrón de gasto de energía en el mantenimiento corporal (15).

Según diferentes estudios, la talla media de captura para la Mojarra amarilla en la cuenca del río Sinú ha fluctuado entre 14.0 cm LS, 18.3 cm LT y 15.3 cm LS, 19.9 cm LT, mientras que en el embalse de Urrá, ha oscilado entre 10.8 cm LS, 14.6 cm LT y 14.8 cm LS, 19.3 cm LT (16). Todas las tallas medias de captura encontradas por los autores citados arriba para la especie en la cuenca del río Sinú, son mayores que

la estimada en este trabajo (13.3 cm LT), lo cual puede estar relacionado con la ubicación geográfica de las áreas estudiadas, la selectividad del arte de pesca utilizado en los diferentes estudios, la presión pesquera ejercida sobre el recurso, el número de individuos colectados y las condiciones ambientales que presenta el embalse. Además, la mayoría de los peces en los ambientes tropicales muestra gran flexibilidad alimentaria (17), plasticidad trófica que puede ser una estrategia importante para el uso del abundante recurso alimenticio disponible al inicio de la formación, construcción o llenado de un reservorio o embalse.

No obstante las diferencias descritas entre las tallas y pesos colectados en este estudio con las tallas y pesos diferentes trabajos, es importante comentar la similitud encontrada entre los coeficientes de crecimiento estimados con el reportado para la especie (3.01) en la ciénaga Grande de Lorica (2), siendo todos isométricos. Dado que la talla es una magnitud lineal y el peso es proporcional a su cubo, a lo largo de su crecimiento la mayor parte de los peces tienen dimensiones diferentes. Los coeficientes de crecimiento estimados en este trabajo para hembras (3.07), machos (3.08) y sexos combinados (3.07) se encuentran dentro del rango 2.73-3.11, cuyo promedio ± intervalo de confianza al 99% es de 2.92 (± 0.19), de acuerdo con diferentes reportes (18-22,2,14) para algunas especies de la familia Cichlidae (Tabla 4).

La correlación encontrada entre el factor de condición con los niveles del agua a lo largo del año de estudio, especialmente en aguas altas, puede atribuirse a que en esa época hay una mayor disponibilidad de alimento, debido principalmente a la incorporación de material biológico terrestre al medio acuático (23) y al incremento de la producción en todos los niveles tróficos (24), por lo que la Mojarra amarilla, como muchos otros peces, puede responder a dicha disponibilidad de alimento con un mayor consumo que se traduce en el incremento del factor de condición. Sin embargo, en ningún caso dicha correlación fue estadísticamente significativa al 95 % de confianza, por lo que puede afirmarse que a lo largo del ciclo hidrológico no se encontró un patrón de correlación claro y definido entre estas dos variables, posiblemente porque la Mojarra amarilla es un pez sedentario cuyo ciclo de vida (crecimiento y reproducción, por ejemplo) no está sujeto o es poco influenciado por el ciclo hidrológico del cuerpo de agua en que habite.

La proporción sexual típica en peces es de 1:1 y las explicaciones se dan en términos del gasto en que incurre cada sexo en el proceso reproductivo (25), en donde encaja la Mojarra

Figura 4. Talla media de madurez sexual para sexos combinados de Mojarra amarilla en el embalse de Urrá. Año 2003.

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amarilla. Además, la proporción sexual en los peces varía considerablemente de una especie a otra, y puede diferir de una población a otra, e –incluso- variar de un año a otro dentro de la misma población (26). La mortalidad y el crecimiento diferencial entre ambos sexos afectan la proporción sexual (11), debido a la selectividad que introduce el arte de pesca que se utilice en la pesquería de la especie y de la población (14).

La talla media de madurez sexual estimada para hembras, machos y sexos combinados es menor que la talla mínima de captura (17.1 cm LT, 13.0 cm LS,) recomendada por el INPA (13) para la cuenca del río Sinú, con base en estimaciones realizadas en la ciénaga Grande de Lorica, cuerpo de agua con condiciones muy diferentes al embalse de Urrá. Olaya-Nieto et al. (2) estimaron en 17.8, 17.9 y 17.8 cm LT las tallas medias de madurez sexual para hembras, machos y sexos combinados de individuos de Mojarra amarilla, tallas que son mucho mayores porque provienen de la pesquería comercial de la ciénaga Grande de Lorica, cuenca Baja del río Sinú, y que presentan –además- diferencias estadísticas significativas con las tallas colectadas en este trabajo.

En el Acuerdo 007 del Incoder se establecen tallas mínimas de captura para cinco especies Prochilodus magdalenae, Sorubim cuspicaudus, Ageneiosus pardalis, Brycon sinuensis y Salminus affinis, en el embalse de Urrá, excluyendo a la especie en estudio, por lo que se recomienda a las autoridades pesqueras y ambientales adoptar una talla mínima de captura para la Mojarra amarilla, ya sea de 12.2 cm LT o 9.2 cm LS.

En general, los ovocitos son grandes y ovalados, similares a los de Cocobolo (Andinoacara pulcher)

y a los de otras especies y géneros de la familia Cichlidae, concordando con lo reportado por otros autores y se ubican dentro de los cinco de mayor tamaño encontrados en los peces nativos de la cuenca del río Sinú, siendo su diámetro similar al de los ovocitos maduros (1388 µm) de individuos colectados en las faenas de la pesquería comercial de la ciénaga Grande de Lorica (2).

En cuanto a la época de desove, un largo período reproductivo es una característica de los peces neotropicales y constituye un componente crítico en el ciclo de vida de un organismo (26), que puede ser influenciado por el ambiente físico, la disponibilidad de alimento y los factores bióticos (27). Para la Mojarra amarilla, los factores que desencadenan su reproducción no son muy evidentes, debido a que la especie se reproduce durante todo el año, a pesar de mostrar un pico de desove en la época de lluvias (julio). El desove parcial o múltiple puede ser entendido como un mecanismo para compensar la alta mortalidad al inicio del ciclo de vida de las especies de peces con baja fecundidad (28) como la Mojarra amarilla.

Este tipo de desove es de fundamental importancia para los peces pequeños porque les permite un aumento considerable en la fecundidad, lo cual no sería posible de otro modo debido a las limitaciones de tamaño, lo que resulta en una mayor probabilidad de sobrevivencia de la prole por el desove de un mayor número de ovocitos, lo que explicaría la abundancia de la especie (26). Los resultados obtenidos en este trabajo concuerdan con lo afirmado por otros autores (2,29), quienes encontraron que la especie en estudio se reproduce durante todo el año en el lago de Valencia (Venezuela) y en la ciénaga Grande de Lorica, respectivamente.

Tabla 4. Parámetros de crecimiento de la relación longitud-peso de la Mojarra amarilla y algunas especies de la familia Cichlidae en América del Sur. Especie Medición (cm) a b n r Fuente

Crenicichla britskii - SC LS 0.1039 2.34 64 0.94 Benedito-Cecilio et al (18)

Crenicichla haroldoi – SC LS 0.037 2.71 43 0.96 Benedito-Cecilio et al (18)

Crenicichla nierderleinii – SC LS 0.033 2.74 343 0.96 Benedito-Cecilio et al (18)

Geophagus brasiliensis – SC LS* 4.2 x 10-5 2.85 149 0.99 Santos et al (19)

Geophagus brasiliensis - SC LT 0.025 2.93 883 - Moraes et al (22)

Satanoperca pappaterra – SC LS 0.0284 3.13 153 0.99 Benedito-Cecilio et al (18)

Andinoacara pulcher - SC LT 0.023 3.01 298 0.94 Olaya-Nieto et al 2005 (datos no pub.)

Andinoacara pulcher - SC LT 0.024 2.99 455 0.94 Olaya-Nieto et al (14)

Andinoacara pulcher - H LT 0.022 3.04 259 0.94 Olaya-Nieto et al (14)

Andinoacara pulcher - M LT 0.028 2.94 192 0.93 Olaya-Nieto et al (14)

Caquetaia kraussii - SC LS 1 x 10-5 3.18 563 0.99 Valderrama et al (21)

Caquetaia kraussii - SC LS 2 x 10-5 3.13 583 0.97 Valderrama et al (21)

Caquetaia kraussii - SC LT 0.017 3.01 3082 0.96 Olaya-Nieto et al (2)

Caquetaia kraussii - SC LT 0.013 3.07 593 0.99 Este trabajo

Caquetaia kraussii - H LT 0.012 3.08 235 0.97 Este trabajo

Caquetaia kraussii - M LT 0.013 3.07 212 0.98 Este trabajo

SC = sexos combinados, H = hembra, M = macho, * talla en mm.



La fecundidad promedio por desove es diferente a la fecundidad absoluta de 5570 ovocitos (29) y mayor que la fecundidad por desove reportada para algunas especies muy cercanas de la familia Cichlidae como Aequidens latifrons (800 ovocitos) (30), A. tetramerus (1000 ovocitos) (31) y Cocobolo Andinoacara pulcher (954 ovocitos) (32). Dicha fecundidad puede variar entre períodos de reproducción consecutivos y entre individuos de la misma talla en el mismo período reproductivo, que –además- de las variaciones interespecíficas, puede ser una característica inestable (11) y también puede variar según la disponibilidad de alimento, el tipo de desove, la edad de primera madurez, la temperatura, la latitud y el cuidado parental (26).

A pesar de estas variaciones, parece haber un consenso en torno a la baja fecundidad en especies de pequeño tamaño, con desove parcial o múltiple, no migradoras o sedentarias, con época de desove prolongada, cuidado parental y ovocitos grandes (33), como la Mojarra amarilla, especie que presenta una estrategia reproductiva del tipo r1, la cual se caracteriza por baja sobrevivencia en las fases iniciales del ciclo de vida (larva a juvenil) y en

la fase adulta, baja fecundidad pero con repetidos eventos de desove, ciclo de vida corto y densidad poblacional variable a través del año (34).

Por todo lo anterior, se concluye que la Mojarra amarilla presenta un crecimiento isométrico en el embalse de Urrá, con talla media de captura menor que en el resto de la cuenca del río Sinú, sin presentar dimorfismo sexual a la talla, cuya época o período de reproducción se prolonga durante el año con desoves parciales, ovocitos grandes y baja fecundidad, con correlación entre el factor de condición y el índice de madurez sexual, pero independientes del nivel de las aguas del embalse.

Agradecimientos

A la Oficina de Investigación y Extensión de la Universidad de Córdoba, por la financiación del proyecto de investigación “Estimación de los parámetros biológicos básicos de peces comerciales del Río Sinú – Fase III”, Código FMV-01-06, Numeral 1.2.08.031, del cual hace parte este trabajo; y a los pescadores de la cuenca del río Sinú.

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3534

RESUMEN

Objetivo. Evaluar el efecto de la ingestión de varios niveles de Lipopolisacárido (LPS) de E. coli sobre las manifestaciones clínicas y lesiones en órganos de cerdos recién destetados. Materiales y métodos. El trabajo de campo se realizó en el Centro San Pablo, perteneciente a la Universidad Nacional de Colombia. El estudio se realizó con 52 cerdos destetados (6.5±0.5 kg) a los 21 días de edad. Los animales fueron alimentados durante 10 días con una dieta basal compuesta de leche y algunos de sus derivados, adicionada con cuatro niveles de LPS (0, 0.3, 0.5 y 1.0 µg/ml de alimento). Los cerdos se sacrificaron escalonadamente los días 1, 5, 7 y 10 posdestete y se tomaron muestras de intestino delgado, estómago, hígado, páncreas, corazón, pulmón, riñón y bazo. El monitoreo clínico y paraclínico se realizó diariamente durante la investigación. Para determinar la ganancia de peso, los animales fueron pesados el día del destete y el día del sacrificio. Resultados. Hubo diferencia (p<0.01) en las variables peso de los órganos y ganancia de peso, donde los animales que consumieron el mayor nivel de LPS presentaron los menores valores, llegando a su mínimo nivel el día 10 posdestete. Las variables presentación de: lesiones macroscópicas, diarreas, y temperatura rectal, aumentaron con el nivel de inclusión de LPS en la dieta, llegando a su máximo nivel el día 10 posdestete (p<0.01). Conclusiones. El LPS de E. coli provoca la inhibición del crecimiento corporal y de los órganos en estudio y una alta incidencia de diarreas.

Palabras clave: Destete, diarreas, fiebre, lechón (Fuente: MesH).

Lesiones en órganos de cerdos posdestete, inducidas por el lipopolisacárido de E. coli

Injuries in post-weaning pig organs, induced by the E. coli lipopolysaccharide

Cristian Gutiérrez V,1 Zoot, Albeiro López H,2 Ph.D, Jaime Parra S,2* Ph.D.

1Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Departamento de Producción Animal, AA 1779, Colombia. 2Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Departamento de Producción Animal, Grupo BIOGEM, Sede Medellín, Colombia. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Mayo de 2012; Aceptado: Diciembre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3534-3542, 2013.

ORIGINAL

3535

ABSTRACT

Objective: To evaluate the effects of the intake of several levels of lipopolysaccharides (LPS) from E. coli on clinical manifestations and injuries in organs of newly weaned pigs. Materials and methods. The experiment was conducted at the San Pablo Production Center of the Universidad Nacional de Colombia. 52 weaned pigs at 21 days of age were used. The animals were fed a basal diet composed of milk and some of its derivatives, and an addition of four LPS levels (0, 0.3, 0.5 and 1.0 µg / mg of feed) during 10 days. The pigs were sequentially sacrificed on days 1, 5, 7, and 10 after weaning, and samples of the small intestine, stomach, liver, pancreas, heart, lungs, kidney and spleen were extracted. Clinical and laboratory monitoring was performed daily during the investigation. To determine weight gain, the animals were weighed on weaning day, and on slaughter day. Results: There were statistical differences (p<0.01) in organ weights and weight gain, where animals that consumed the highest levels of LPS showed the lowest values, reaching the lowest level on day 10 post-weaning. The variables: macroscopic lesions, diarrhea, and rectal temperature increased with the increase in LPS levels in the diet, reaching their peaks on day 10 post-weaning (p<0.01). Conclusions: E. coli LPS causes inhibition of the studied body and organ growth parameters, and a high incidence of post-weaning diarrhea.

Key words: Diarrheas, fever, piglet, weaning (Source: MeSH).

INTRODUCCIÓN

La pared intestinal actúa como una barrera física que previene la entrada de compuestos tóxicos y patógenos a la mucosa intestinal y a la circulación sistémica (1). Por tanto, las células epiteliales del intestino actúan como receptores para el sistema inmune (2) y pueden activar la respuesta inmune innata y adquirida a través de la producción de citoquinas, las cuales son pequeños péptidos cruciales en el reclutamiento y activación de neutrófilos, macrófagos, células T y B, y células dendríticas (3). Estas características hacen de estas moléculas agentes importantes en la defensa contra infecciones bacterianas (4), y en las manifestaciones clínicas de la enfermedad (5).

Tras el destete, y en particular si este se realiza bruscamente, se presenta un período breve de ayuno y de adaptación a una nueva dieta sólida, induciendo la mortalidad de lactobacilos y estreptococos, debido a la disminución en la disponibilidad del sustrato específico (lactosa) en todos los segmentos del tracto digestivo (6). Debido a lo anterior, el destete favorece la desaparición de la población microbiana de lactobacilos (Gram positivas) predominante en estómago e intestino, y el aumento de la población de bacterias Gram negativas (principalmente E. coli), la cual libera desde sus paredes productos proinflamatorios como el lipopolisacárido (LPS) (7).

El LPS es una molécula inductora de sepsis y reconocido por cualquier hospedero mamífero como una entidad patogénica importante que activa varias rutas de señalización celular, cuyas

cascadas de transducción favorecen la producción de citoquinas proinflamatorias. Una vez que se inicia la cascada de reacciones que conducen a un estado séptico, sobreviene una respuesta sistémica no regulada que puede progresar a fallo orgánico múltiple (8).

La administración de LPS de E. coli es uno de los modelos más empleados en estudios de procesos infecciosos agudos, ya que tiene acciones altamente reproducibles y carece de los efectos secundarios asociados a las infecciones crónicas. Debido a que el conocimiento sobre la relación entre la respuesta inmune y el desarrollo de enfermedades infecciosas en los animales domésticos es escaso, se desea implementar un modelo experimental que permita evaluar los efectos de la ingestión de diferentes niveles de LPS de E. coli sobre órganos de importancia sistémica durante el período posdestete de cerdos.


Localización. El trabajo de campo se realizó en el Centro San Pablo, perteneciente a la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, ubicado en el municipio de Rionegro, paraje “El Tablacito”, localizado a 2100 msnm, con una temperatura entre 12 y 18ºC, correspondiendo a una zona de vida bosque muy húmedo Montano bajo.

Animales. Se utilizaron 52 cerdos resultado de un cruce alterno Duroc x Landrace, destetados a

Gutiérrez - Lesiones en órganos de cerdos posdestete


los 21 días de edad, con un peso de 6.5±0.5 k. Estos cerdos fueron alojados en jaulas provistas de comida y agua a voluntad y la temperatura estuvo controlada a 26±3°C. Durante la lactancia no se suministró alimento sólido a los lechones.

Dietas. En este experimento se evaluaron cuatro dietas experimentales, una dieta control (basal), y otras tres conteniendo LPS de E. coli, serotipo 0111:B4 (Sigma-Aldrich, Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA) así:

Dieta Basal (DB): Sin adición de LPS de E. coli. Dieta 1 (D1): DB mas la adición de 0.3 µg de

LPS de E. coli /mg de alimento.Dieta 2 (D2): DB mas la adición de 0.5 µg de

LPS de E. coli /mg de alimento.Dieta 3 (D3): DB mas la adición de 1.0 µg de

LPS de E. coli /mg de alimento.

La dieta basal ofrecida a los animales tuvo como componentes leche y algunos de sus derivados; además, fue enriquecida con vitaminas, minerales, y lisina HCL. Las dietas se balancearon para cumplir con todos los mínimos nutricionales requeridos y propuestos por el NRC (9) (Tablas 1 y 2). La cantidad de alimento ofrecido por jaula fue de 300 g/día; sin embargo, se suministró alimento adicional cuando los animales lo requirieron. Las dietas experimentales se proporcionaron desde el día 1 al 10 posdestete.

Evaluación de las manifestaciones clínicas. El monitoreo clínico y paraclínico de los animales se realizó antes de iniciar el experimento para no incluir animales previamente enfermos, o con presencia de diarreas. Adicionalmente, dicho monitoreo se realizó diariamente (tres veces al día) durante toda la investigación. A lo largo del experimento se llevó un registro de las alteraciones que presentaron los animales. La temperatura rectal se midió diariamente en las primeras horas de la mañana (08:00 h) con un termómetro rectal de mercurio, el cual era introducido durante 60 segundos y se tuvo como temperatura de referencia 38ºC. La consistencia de las heces se evaluó diariamente por observación a los animales durante la toma de temperatura y se clasificó en tres tipos: normales (N), blandas (B) y diarrea (D).

Estimación de la ganancia de peso. Los 52 cerdos utilizados en el experimento fueron pesados el día del destete (día1), y el día final del experimento. La variación del peso fue expresada como un porcentaje del peso inicial.

Extracción de órganos. Durante la fase de sacrificios escalonados se sacrificaron 52 lechones de la siguiente manera: el día inicial,

o día 1 (día del destete), se sacrificaron cuatro lechones, que representaron el grupo de referencia para verificar el estado general de salud y la evaluación macroscópica del estado de los órganos de los animales antes de suministrar las diferentes dietas experimentales. Los órganos evaluados fueron estómago, intestinos delgado y grueso, hígado, páncreas, corazón, pulmones,

Tabla 1. Ingredientes de la dieta basal.Ingredientes %

Leche en polvo 59.00Caseína 6.05Dairylac 80 (lactosa)A 15.00Proliant 1000 (suero)B 8.00Hemoglobina 2.50Almidón de maíz 4.32Aceite de palma 2.37Sal de mar 0.20Fosfato monodicálcico 0.31Sal común 0.40Lisina 0.439Metionina 0.326

Treonina 0.279

Triptófano 0.061Adsorvente de ToxinasC 0.050VitaminasD 0.360MineralesE 0.120SaborizantesF 0.217

Análisis Proximal de la dieta basal

Proteína Cruda (%) 21.00

Extracto Etéreo (%) 8.35

Cenizas (%) 5.42

Humedad (%) 7.22

Energía bruta (Kcal/kg) 3708.0ADairylac 80 (Pro-Ag Products Ltd, Winnipeg, Canadá)BProliant 1000 (Alitecno S.A.C., Lima, Perú)CToxibond (Biomix, Medellín, Colombia)DComposición por kg de alimento: vitamina A 1020 UI, vitamina D 198 UI, vitamina E 6 UI, vitamina K 1.20 mg, riboflavina 7.20 mg, vitamina B12 0.04 mg, colina 968.58 mg, niacina 36 mg, ácido pantoténico 16.55 mg, tiamina 30 mg, piridoxina 31 mg, biotina 0.08 mg, ácido fólico 0.75 mg.EComposición por kg de alimento: cobre 14.40 mg, hierro 120 mg, manganeso 36 mg, selenio 0.30 mg, yodo 0.96 mg, zinc 144 mg.FVainilla dulce, esencia de frutas (Prodia, Medellín, Colombia)

Tabla 2.Peso de los órganos (%PV) de cerdos que consumieron las diferentes dietas experimentales hasta el día 10 posdestete.

ÓrganoDietas

EEM DB D1 D2 D3

Intestino Delgado 11.68A 10.35B 9.48C 8.75C 0.21

Estómago 2.98A 2.76B 2.51C 2.43C 0.07

Hígado 1.28A 1.07B 0.97BC 0.89C 0.05

Páncreas 0.83A 0.69B 0.61BC 0.55C 0.04

Corazón 0.93A 0.78B 0.70BC 0.62C 0.04

Pulmones 3.01A 2.66B 2.55BC 2.39C 0.07

Riñones 0.60A 0.43AB 0.30 BC 0.25C 0.05

Bazo 0.38A 0.27B 0.21BC 0.19C 0.02

DB: Dieta basal, sin la adición de LPS de E. coli; D1: DB mas la adición de 0.3 µg de LPS de E. coli /mg de alimento; D2: DB mas la adición de 0.5 µg de LPS de E. coli /mg de alimento; D3: DB mas la adición de 1.0 µg de LPS de E. coli /mg de alimento; EEM: Error estándar de la media.abcDentro de una misma fila, medias con diferente superíndice son estadísticamente diferentes (p<0.01).

3537Gutiérrez - Lesiones en órganos de cerdos posdestete

riñones y bazo. Los días cinco, siete y 10 post-destete se sacrificaron cuatro cerdos de cada nivel de inclusión de LPS (0, 0.3, 0.5, y 1.0 µg/mg de alimento). Todos los cerdos fueron sacrificados 2.5 horas después de su última comida. Los animales se sedaron por inhalación de dióxido de carbono durante 3 minutos, y fueron sacrificados por exanguinación, mediante sección de la vena yugular.

El procedimiento de necropsia (10) realizado consistió en los siguientes pasos: Después del sacrificio, los cerdos se colocaron en posición de decúbito dorsal. Para la apertura de las cavidades, se realizó una incisión hasta la entrada del tórax, donde con el mismo instrumento de corte, se seccionó la zona cartilaginosa de las costillas dejando al descubierto la caja torácica. Siguiendo el corte, también se procedió a la apertura de la cavidad abdominal hasta el pubis. Con la finalidad de extraer correctamente el intestino se hicieron ligaduras dobles en tres puntos (se realizó el corte entre los dos nudos): a nivel del ligamento duodenocólico (punto de terminación de la cola del páncreas); a nivel del íleon (entre su desembocadura y el ciego); y a nivel del recto. La extracción de las asas intestinales se realizó cortando primero el mesenterio y estirando las asas mientras se continuó cortando el mesenterio. Una vez realizado este procedimiento, se cortaron las puntas de las ligaduras antes mencionadas y se expuso la mucosa para valorar el contenido de cada tramo.

A continuación, se realizó una ligadura a nivel del cardias y se extrajeron el hígado, el estómago y el intestino. Posteriormente se separaron el estómago y el intestino del hígado. Para extraer el aparato urogenital se separaron los riñones de la grasa perirrenal, seccionando la vena y la arteria renal. Se retiró el riñón hacia la pelvis unido al uréter correspondiente. Se extrajeron los riñones conjuntamente con la vejiga urinaria y el aparato genital. Se procedió a la apertura longitudinal de los riñones por el borde medial. Se separó la cápsula conjuntiva de los riñones.

Para el estudio de los órganos torácicos se extrajeron conjuntamente pulmones y corazón. El corazón se separó de los pulmones y se abrió el pericardio teniendo en cuenta la presencia de líquidos anormales o adherencias de las hojas pericárdicas. La apertura del corazón se realizó siguiendo la dirección del flujo de la sangre. Posteriormente todos los órganos extraídos fueron lavados con solución salina fría (11).

Procesamiento histotécnico. Las muestras obtenidas de los diferentes órganos fueron procesadas y analizadas en el Laboratorio de Patología Animal de la Universidad de Antioquia. Las muestras conservadas fueron incluidas en parafina, cortadas a 4 µm de espesor y coloreados con Hematoxilina-Eosina de acuerdo con el método reportado por Nabuurs et al (12). En cada lámina se montaron tres cortes transversales.

Evaluación microscópica de lesiones en órganos. Las lesiones determinadas en cada corte histológico fueron congestión, edema, y hemorragia; y se les asignó valor teniendo en cuenta el grado de presentación, así: ausente (0), leve (1), leve a moderada (2), moderada a severa (3), severa (4). Posteriormente, se calculó el porcentaje de presentación de lesiones totales en cada órgano.

Diseño estadístico. El experimento se realizó según un diseño de bloques al azar en un arreglo factorial de 4X4 (4 dietas experimentales por 4 períodos posdestete) (13). Para la conformación de los bloques se tomó en consideración el peso inicial de los animales. A cada animal le fue asignado uno de los 16 tratamientos y cada tratamiento tuvo un total de 4 repeticiones. El análisis estadístico de los datos obtenidos fue desarrollado utilizando el procedimiento de Modelos Lineales Generales (GLM) del SAS (14). Para realizar la comparación de los promedios entre tratamientos se utilizó una prueba de Duncan (p<0.05).

Cons iderac iones ét icas . Todos l o s procedimientos experimentales fueron llevados a cabo de acuerdo a las guías propuestas por “The International Guiding Principles for Biomedical Research Involving Animals” (15). Esta investigación fue avalada por El Comité de Ética en la Experimentación Animal de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín (CEMED 001del 26 de Enero de 2009).

RESULTADOS

Los cerdos que consumieron la dieta basal presentaron un buen estado de salud, mientras que los animales que recibieron LPS en la dieta basal mostraron incrementos en la temperatura rectal por encima de 38ºC durante todo el experimento. No obstante, estos cerdos no presentaron síntoma alguno de enfermedad que causara su retiro y/o sacrificio inmediato. Además, al nivel en que se fijó el suministro diario de alimento no hubo sobrantes.


El porcentaje de lesiones en los órganos de los animales que consumieron los niveles de LPS en el alimento a través del período posdestete se pueden observar en la figura 1. Hay un incremento marcado en las lesiones en órganos de los cerdos que consumieron D3, donde los días más críticos fueron a partir del día cinco posdestete, llegando al máximo nivel el día 10. Los órganos mayormente afectados fueron estómago e intestino delgado. Las lesiones más comunes en estos dos órganos fueron hiperqueratosis (en las mucosas de intestino delgado y estómago), congestiones y hemorragias (en los demás órganos en estudio).

En este experimento, no se encontró interacción estadística entre las diferentes concentraciones de LPS y los períodos posdestete en que fueron sacrificados los cerdos para ninguna de las variables en estudio, por lo que fue necesario analizar y desglosar dichos factores de manera independiente. Se presentaron disminuciones (p<0.01) en el peso de todos los órganos entre dietas (Tabla 2), donde los animales que fueron sometidos a D3 presentaron los menores valores. No obstante, es de gran importancia mencionar que los órganos no presentaron diferencias (p>0.05) entre los mayores niveles de suministro de LPS (D2 y D3).

Como puede observarse en la figura 2, la aparición de diarreas ocasionadas por los diferentes tratamientos fueron notables, ya que hay un incremento marcado entre los cerdos que consumieron DB (31.3%) y D3 (91.7%).

En la figura 3 puede observarse que con el tiempo de exposición a los diferentes niveles de LPS en el alimento, los cerdos presentaron un aumento marcado en la presentación de diarreas, donde los días más críticos fueron a partir del día cinco hasta el día siete posdestete, llegando a su máximo nivel el día 10, momento a partir del cual no se aprecia la recuperación de las alteraciones

Figura 1. Porcentaje de lesiones en órganos de cerdos destetados con la administración de diferentes de niveles de E. coli en el alimento a través del período posdestete.

DB: Dieta basal, sin la adición de LPS de E. coli; D1: DB mas la adición de 0.3 µg de LPS de E. coli /mg de alimento; D2: DB mas la adición de 0.5 µg de LPS de E. coli /mg de alimento; D3: DB mas la adición de 1.0 µg de LPS de E. coli /mg de alimento.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

1 5 7 10 1 5 7 10 1 5 7 10 1 5 7 10 1 5 7 10 1 5 7 10 1 5 7 10 1 5 7 10

Intestino Delgado Estómago Hígado Páncreas Corazón Pulmones Riñones Bazo

Días Posdestete

Pres

enta

ción

de

lesi

ones

(% d

e ca

sos)

DB D1 D2 D3

31,3

75,0

83,3

91,7

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

DB D1 D2 D3

Pres

enta

cion

de

diar

reas

(%

de

la p

obla

ción

)

Figura 2. Porcentaje de diarreas en cerdos que consumieron las di ferentes dietas experimentales hasta el día 10 posdestete.


Figura 3. Porcentaje de diarreas en cerdos posdestete que consumieron las diferentes dietas experimentales, a través del período posdestete.



en la consistencia de las heces observadas en los animales que consumieron DB. A partir del día uno posdestete, los animales que consumieron DB presentaron un incremento en la presentación de diarreas hasta el día cinco posdestete, sin embargo, a partir de este día, la aparición de diarreas disminuye, llegando a su nivel mínimo el día 10 posdestete.

Para todos los órganos se presentó una disminución (p<0.01) en el peso en cada uno de los períodos posdestete (Tabla 3), donde el día uno posdestete presentó los mayores valores, y el día 10 posdestete los pesos mínimos.

Con respecto al período de exposición de los animales a las diferentes dietas, la variable temperatura (Tabla 5) presentó diferencia significativa (p<0.01), donde en el día 10 los animales presentaron la mayor temperatura (39.4oC) con respecto a la observada el día uno (38.6oC).

Tabla 3.Peso de los órganos (%PV) de cerdos expuestos a diferentes concentraciones de LPS de E. coli durante varios períodos posdestete.

Órgano Período posdestete

EEM1 5 7 10

Intestino Delgado 12.34A 10.25B 8.82BC 8.46C 0.21

Estómago 3.04A 2.54B 2.20 2.063C 0.07

Hígado 1.32A 0.98B 0.86BC 0.80C 0.05

Páncreas 0.92A 0.64B 0.54BC 0.48C 0.04

Corazón 0.99A 0.73B 0.65BC 0.59C 0.04

Pulmones 3.17A 2.51B 2.35BC 2.23C 0.07

Riñones 0.67A 0.39B 0.25B 0.19B 0.05

Bazo 0.39A 0.24B 0.19C 0.17D 0.02abcd Dentro de una misma fila, medias con diferente superíndice son estadísticamente diferentes (p<0.01); EEM: Error estándar de la media.

Como se observa en la tabla 4, para la variable temperatura corporal, se presentaron diferencias (p<0.01), donde los animales que consumieron DB presentaron las menores temperaturas, considerándose por tanto, que dicha temperatura es estable y normal. Sin embargo, entre los cerdos pertenecientes a D1 y D2 no se presentó diferencia (p>0.05). No obstante, al ser comparadas con los animales en D3 se presenta diferencia (p>0.01) en el incremento de la temperatura corporal. Debido a lo anterior, a partir del nivel de inclusión de LPS ofrecido en D1, se produjo fiebre en los animales utilizados en este trabajo.

Con respecto a la variable GDP (Tabla 4), se presentaron diferencias (p<0.01) entre las diferentes dietas experimentales, donde los animales en DB presentaron la menor pérdida de peso (-1.53 de GDP; como porcentaje de peso vivo), mientras los animales en D3 presentaron la mayor pérdida de peso (-9.08% de GDP).

Tabla 4.Temperatura corporal (oC) y ganancia de peso (%PV) de cerdos que consumieron las diferentes dietas experimentales hasta el día 10 posdestete.

VariablesDietas

EEMDB D1 D2 D3

Temperatura 38.6a 39.0b 39.1b 39.3c 0.02

Ganancia de peso -1.53a -6.69b -8.22Bc -9.08c 0.41

DB: Dieta basal, sin la adición de LPS de E. coli; D1: DB más la adición de 0.3 µg de LPS de E. coli /mg de alimento; D2: DB mas la adición de 0.5 µg de LPS de E. coli /mg de alimento; D3: DB mas la adición de 1.0 µg de LPS de E. coli /mg de alimento.abc Dentro de una misma fila, medias con diferente superíndice son estadísticamente diferentes (p<0.01)EEM: Error estándar de la media.

Tabla 5. Temperatura corporal (oC) y ganancia de peso (%PV)de cerdos expuestos a diferentes concentraciones de LPS de E. coli durante varios períodos posdestete.

VariablesPeríodos posdestete

EEM1 5 7 10

Temperatura 38.6a 39.2b 39.3bc 39.4c 0.02

Ganancia de peso 0.0a -9.40b -10.4bc -11.2c 0.41

ABC Dentro de una misma fila, medias con diferente superíndice son estadísticamente diferentes (p<0.01); EEM: error estándar de la media.

Para la variable GDP, se puede observar que hubo diferencia significativa entre los días posdestete (p<0.01), donde los animales en el día 10 posdestete presentaron las menores GDP (-11.2). El valor numérico negativo indica que los cerdos perdieron peso en el transcurso de la experimentación.

DISCUSIÓN

En este trabajo se constató que la aparición de lesiones y diarreas en los animales que consumieron los diferentes niveles de LPS, se debe a que el LPS favorece la inflamación temprana, caracterizada por la atrofia severa, el desequilibrio de la función inmune, y la liberación de mediadores inflamatorios como el TNF-α (16,17).

El aumento en la presentación de diarreas posdestete en los animales que consumieron los diferentes niveles de LPS de E. coli, podría


deberse al incremento en la expresión del TNF-α. El TNF-α está implicado en la estimulación de cloro (Cl-) en íleon y colon (18). El incremento en la secreción de Cl- a nivel de criptas y la disminución en la absorción de Sodio (Na+) por las vellosidades intestinales favorecen la pérdida de fluidos en intestino delgado. Ambos procesos son dependientes de la bomba Na+/K+-ATPasa localizada en la membrana basolateral (3), y cuya actividad funcional es afectada por el TNF-α. El incremento en la secreción de Cl- a nivel intestinal está altamente relacionado con la aparición de diarreas (19).

La aparición de lesiones en estomago, hígado, intestino delgado, intestino grueso, riñones, bazo y pulmones en este trabajo, fue causado por la adición y posterior consumo de las diferentes concentraciones de LPS de E. coli en la dieta basal, ya que el LPS provoca una gran variedad de alteraciones morfológicas en el tracto gastrointestinal como edema, hemorragias y por último necrosis (20). Además, el LPS en altas concentraciones causa lesión tisular, coagulación vascular diseminada y shock séptico, llevando incluso a la muerte (21). Debido a lo anterior, sobreviene una respuesta sistémica no regulada que puede progresar a fallo orgánico múltiple, el cual está asociado a una alta mortalidad y se caracteriza por disfunción pulmonar, cardiovascular, renal y gastrointestinal (22).

En este trabajo, la disminución del peso de los órganos de los cerdos que consumieron las diferentes dietas experimentales fue causado por la adición de LPS a la dieta, ya que se ha demostrado que esta endotoxina potencializa la producción de TNF-α (23). El TNF-α tiene la capacidad de activar una gran variedad de rutas de señalización que afectan el recambio y crecimiento celular por estimulación de la apoptosis (24,25). Además, TNF-α provoca las alteraciones inflamatorias sistémicas en diferentes órganos (1).

Los animales que fueron sometidos a las dietas 1,2, y 3 disminuyeron severamente en la variable ganancia de peso (%PV) durante todo el experimento. Estos cambios pueden estar mediados por algunas citoquinas inflamatorias, que amplifican la respuesta inmune celular e inhiben el crecimiento (26,27). Se ha demostrado que la administración intravenosa de LPS produce inhibición en la absorción intestinal de algunos nutrientes, específicamente aminoácidos, siendo esta acción mediada por la citoquina TNF-α, la cual ha sido involucrada en la disfunción mucosal intestinal inducida por el LPS (28).

Además, el LPS favorece la permeabilidad a bacterias y compuestos que podrían potenciar la infección e inflamación, a través de su efecto sobre la estructura de las uniones apretadas de las células epiteliales (29). Esta acción se vería representada en la disminución de ganancia diaria de peso por parte del animal, debido a que durante infecciones agudas, el aumento de la temperatura corporal estimula la actividad inmune, y a su vez, los requerimientos para la producción de neutrófilos, células NK y linfocitos, provocando la disminución de ganancia diaria de peso por parte del animal (30).

En relación a la aparición de episodios febriles en el experimento, podría atribuirse este efecto a los diferentes niveles de LPS y los factores inmunológicos que los componen. Estos factores pueden estar involucrados en los procesos de desarrollo de un estado séptico. Algunos de los síntomas de infección aguda bacteriana causados por LPS son anorexia, hipersomnia y fiebre. Debido a lo anterior, los animales que consumieron cualquiera de las diferentes concentraciones de LPS presentaron los mayores aumentos en la temperatura corporal, lo que concuerda con los observado por Liu et al (20). Según Jiang et al (17) el aumento en la temperatura inducida por LPS, podría estar asociado a la producción de citoquinas proinflamatorias, específicamente TNF-α. El TNF-α posee propiedades endotoxicas, las cuales producen fiebre, hipotensión y shock (22).

Según los datos obtenidos en este trabajo, se puede concluir que el LPS favorece la respuesta inflamatoria temprana, como reacción inmediata frente a agentes patógenos. El LPS de E. coli induce la aparición de episodios febriles y una alta incidencia de diarreas durante la etapa posdestete. Además, el LPS tiene un efecto sobre los parámetros morfológicos de los órganos evaluados, afectando el peso y funcionamiento adecuado de estos. Todo lo anterior conlleva a la inhibición del crecimiento y la disminución en la eficiencia productiva de los cerdos.

Debido a que son pocos los trabajos en los que se hayan evaluado las metodologías utilizadas en este experimento, se considera necesario realizar otras investigaciones sobre la relación entre la respuesta inmunológica intestinal, la patología estructural y funcional de los órganos, y la producción animal para de esta forma mejorar la comprensión de los mecanismos causantes de problemas infecciosos, y sus posibles esquemas de prevención y estrategias terapéuticas durante el período posdestete.


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RESUMEN

Objetivo. Evaluar el metabolismo lipídico de cerdas gestantes como respuesta a la modificación del nivel graso de la dieta y su efecto sobre la nutrición fetal a través de indicadores metabólicos. Materiales y métodos. Cincuenta y seis cerdas gestantes primíparas o multíparas se seleccionaron para suministrarles una dieta sin adición de grasa extra (SAp o SAm) o con adición de grasa extra (AGp o AGm). La dieta SA consistió en suministrar 3 kg/día de una dieta comercial convencional, en la dieta AG se redujo el maíz y se incluyó aceite de soya para proporcionar 20% de grasa extra. Las muestras sanguíneas se colectaron a los 85, 100, 113 días de gestación y a las 24 horas posparto, asimismo, al 50% de los lechones nacidos vivos de cada camada. Se analizaron concentraciones séricas de colesterol (CT), triglicéridos (TG), lipoproteínas de alta (HDL) y baja densidad (LDL), ácidos grasos no esterificados (NEFA) y betahidroxibutirato (BHB). Resultados. Las concentraciones séricas de HDL, LDL, CT, NEFA, BHB y TG, (p<0.01) aumentaron tanto en las cerdas primíparas como multíparas al día 100 y 113, pero disminuyeron a las 24 horas posparto. Los metabolitos sanguíneos en los lechones bajo la influencia de los dos tratamientos presentaron diferencias significativas (p<0.01). Conclusiones. No se encontró efecto de la modificación de la grasa en la dieta sobre LDL y NEFA; para los restantes indicadores se presentó diferencia en las cerdas en gestación. No se encontró correlación entre los indicadores metabólicos de las madres y los lechones.

Palabras clave: Indicadores, metabolismo de lípidos, nutrición prenatal (Fuentes: DeCS, AGROVOC).

Evaluación del perfil metabólico lipídico en cerdas gestantes y su relación con la nutrición fetal

Evaluation of the lipid metabolic profile and its relation with fetal nutrition in gestating sows

Pamela Duque G,1* M.Sc, Rómulo Campos G,2 Ph.D, Arnobio López G,2 Ph.D.

1Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Sede Palmira. 2Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ciencia Animal, Sede Palmira, Valle del Cauca, Colombia. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Agosto de 2011; Aceptado: Septiembre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3543-3550, 2013.

ORIGINAL


ABSTRACT

Objective. Evaluate the lipidic metabolism of gestating sows in response to a modification in the fat level of the diet and its effect on fetal nutrition through metabolic indicators. Materials and methods. Fifty-six first-timers or multiparous sows were selected receive a diet without adding extra fat (SAp or SAm) or with extra fat addition (AGp o AGm). The SA diet consisted in feeding a conventional commercial diet of 3 kg/day, in the AG diet the corn was reduced and soybean oil was included to supply 20% extra fat. Blood samples were collected at 85, 100, 113 days of gestation and 24 hours postpartum, and on 50% of the piglets born alive per litter. Serum cholesterol (CT), triglycerides (TG), high (HDL) and low (LDL) density lipoproteins, non-esterified fatty acids (NEFA) and beta hydroxybutyrate (BHB) were analyzed. Results. The Serum concentrations of HDL, LDL, CT NEFA, BHB, and TG (p<0.01) increased in sows on days 100 and 113, but decreased at 24 hours postpartum. Blood metabolites in piglets under the influence of both treatments showed significant differences (p<0.01). Conclusions. There was no statistical effect from the modification of dietary fat on LDL and NEFA; for the remaining indicators differences were evident in pregnant sows. There was no correlation between metabolic indicators in mothers and piglets. Key words: Lipid metabolism, indicators, prenatal nutrition, sows (Sources: DeCS, AGROVOC).

INTRODUCCIÓN

La gestación de la cerda esta caracterizada por aumento de peso, distribución de nutrientes entre el feto y los tejidos reproductivos y aumento en los tejidos de reserva para la movilización de nutrientes. Por ello, la dieta de las cerdas no debe centrarse exclusivamente en una sola característica, sino que debe pretender una mejora general de la función reproductiva respetando las interacciones entre los distintos factores productivos en las etapas fisiológicas involucradas incluso en el periparto (1).

Durante la preñez de la cerda, el crecimiento óptimo y el desarrollo fetal dependerá de los nutrientes suministrados y de la habilidad para utilizarlos, además, de la eficiencia de la placenta para transferir nutrientes de la madre hacia el feto (2). Dependiendo de los niveles de nutrientes que circulen en la sangre materna, el feto se alimentará de acuerdo con los requerimientos del metabolismo fetal (3). Así, el crecimiento del feto, depende directamente de los nutrientes que atraviesan la placenta, la madre debe adaptar su metabolismo con el fin de apoyar este aporte permanente de sustratos (4).

Para evaluar el grado de movilización grasa y la transferencia de nutrientes a través de la placenta hacia el feto, resulta útil determinar los metabolitos bioquímicos de los indicadores más relevantes del metabolismo lipidico, como las lipoproteínas plasmáticas. Estas regulan la síntesis, degradación y transporte de los lípidos (5), y tambien otros metabolitos como colesterol, ácidos grasos no esterificados, triglicéridos y ß-hidroxibutirato que son indicadores claves asociados al metabolismo graso y energético. Estos indican cambios adaptativos durante la gestación como respuesta a complejos reajustes fisiológicos,

los cuales involucran la máxima conservación de energía y el uso eficiente de nutrientes para el mutuo beneficio de la madre y el desarrollo de la cría.

Es importante establecer una efectiva estrategia para la alimentación de cerdas gestantes tanto en tipo de nutrientes y momento específico de su aporte, usando criterios de nutrición precisos (6). Esto es crucial en el crecimiento tanto fetal como maternal en el caso de hembras primíparas, mejorando la productividad y eficiencia de la producción porcina. Se considera que el crecimiento fetal se incrementa dramáticamente en la última fase de la gestación por tanto se hace necesario establecer una estrategia alimenticia para este período (7).

El objetivo del presente estudio fue evaluar el metabolismo lipídico de cerdas gestantes como respuesta a la modificación del nivel graso de la dieta y su efecto sobre la nutrición fetal a través de indicadores metabólicos.


Animales y dietas experimentales. El experimento se realizó en una porcícola comercial en el Valle del Cauca ubicada entre latitud norte a 3º 24´43” y longitud oeste 76º2´01”. Cincuenta y seis cerdas entre primerizas y multíparas de genotipo comercial Landrace x Large White PIC, fueron seleccionadas a partir del día 85 de gestación y se asignaron a uno de los dos tratamientos experimentales: SA (Sin adición de grasa) (n=28) o AG (Adición de grasa) (n=28). La asignación final fue de 14 animales para cada uno de los

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tratamientos así: SAp para cerdas primerizas sin adición de grasa, SAm para cerdas multíparas sin adición de grasa, AGp para cerdas primerizas con adición de grasa y AGm para cerdas multíparas con adición de grasa.

Desde el inicio de la gestación al día 84, las cerdas recibieron 2 kg/día de alimento, y a partir del día 85 hasta el 113 a las cerdas se les suministraron las dietas experimentales. La dieta SA consistió en proporcionar 3 kg/día de alimento balanceado comercial convencional rutinariamente usado en la granja, y la dieta AG consistió en reducir 2 kg de maíz e incluir 2 kg de aceite de soya para proporcionar a la dieta un 20% de grasa extra, suministrados en 3 kg/día del alimento. Todas las dietas fueron isocalóricas e isoproteicas (Tabla 1).

cerdas gestantes o lechones. El análisis estadístico realizado fue MANOVA (análisis multivariante de la varianza para las variables dieta y experiencia en partos (primíparas o multíparas), cuando se presentaron diferencias estadísticas se empleó la prueba de Tukey. Igualmente, se realizó estadística descriptiva y pruebas de correlación de Pearson para las variables asociadas a los indicadores metabólicos en estudio. El valor de probabilidad aceptado fue de (p<0.05) Todos los análisis se efectuaron utilizando el paquete estadístico SAS versión 9.1 (SAS Institute Inc., Cary, North Carolina, USA) (8).

RESULTADOS

Indicadores metabólicos en cerdas gestantes. En las concentraciones séricas de HDL, CT, TG y BHB se encontraron diferencias significativas (p<0.05) entre tratamientos antes del parto. Sin embargo, no se encontraron diferencias (p>0.05) para LDL y NEFA en este mismo período. En el período posparto se encontraron diferencias significativas en los tratamientos experimentales (p<0.05) para los metabolitos analizados (Tabla 2).

Tabla 1. Composición y análisis de las dietas empleadas durante el experimento.

Composición y Análisis calculado de las dietas

Sin adición de grasa (0%)

Grasa Extra(20 %)

Humedad 11.71 11.46

Proteína Bruta 16.50 16.50

Grasa 5.28 6.34

Materia Seca 88.29 88.54

Fibra Bruta 3.50 3.76

Cenizas 6.25 6.93

Calcio 0.900 1.000

Fósforo disponible 0.573 0.608

Energía Metabolizable kcal/kg 3300 3300

Toma de muestras en cerdas y lechones. Al momento del pesaje en los días 85, 100, 113 de gestación y a las 24 h posparto después del suministro diario de alimentación se colectó sangre en todas las cerdas de cada uno de los tratamientos. Asimismo, se muestreó el 50% de los lechones nacidos vivos de cada camada. Las muestras se tomaron por venipunción en la vena cava anterior, utilizando tubos al vacío (sistema Vacutainer, BD, Franklin Lakes, NJ USA), sin anticoagulante. El suero fue separado por centrifugación a 2000 g por 15 min. Con los sueros provenientes de los lechones se efectuó un pool, donde en una única muestra por tratamiento se analizó el total de lechones muestreados en dicho grupo. Las muestras se congelaron a -20ºC hasta el momento del análisis. Mediante técnicas enzimáticas colorimétricas y reactivos comerciales se analizaron las concentraciones séricas de colesterol (CT), triglicéridos (TG), lipoproteínas de alta (HDL) y baja densidad (LDL), ácidos grasos no esterificados (NEFA) y betahidroxibutirato (BHB), a través de equipo analizador químico semiautomático (Rayto, RT-1904C, Shenzhen, R.P China).

Diseño experimental y análisis estadístico. El diseño correspondió a un análisis de bloques completos al azar, donde el factor de bloqueo fue

Tabla 2. Valores medios y significancia estadística para la concentración sérica de las variables Lipoproteínas de alta densidad (HDL), Lipoproteínas de baja densidad (LDL), Colesterol (CT), Triglicéridos (TG), Ácidos grasos no esterificados (NEFA), Betahidroxibutirato (BHB) en cerdas gestantes primerizas y multíparas, con y sin adición de grasa en la dieta (85-113 y a las 24 horas posparto).

Índice día SAp SAm AGp AGm p

HDLmmol/L

85 0.63 0.38 0.56 0.45 **

100 1.37 0.90 1.16 1.16 ***

113 1.26 1.03 1.27 1.13 ***

Posparto 1.14 0.83 1.11 0.95 **

LDLmmol/L

85 0.33 0.23 0.23 0.29 ns

100 0.33 0.32 0.32 0.34 ns

113 0.48 0.34 0.38 0.39 ns

Posparto 0.54 0.27 0.49 0.36 ***

CTmmol/L

85 3.97 1.72 2.15 1.80 ***

100 2.55 2.16 2.18 2.17 **

113 2.81 1.43 1.79 1.64 ***

Posparto 2.15 1.25 1.71 1.70 ***

TGmmol/L

85 0.93 0.66 1.04 0.87 **

100 1.47 0.77 1.01 0.91 ***

113 1.14 0.45 0.47 0.56 ***

Posparto 0.45 0.23 0.40 0.49 ***

NEFAmmol/L

85 1.17 0.79 0.95 0.51 ns

100 0.52 0.36 0.51 0.48 ns

113 0.47 0.70 0.64 0.46 ns

Posparto 0.55 0.88 0.44 0.59 ***

BHBmmol/L

85 0.033 0.023 0.022 0.030 ns

100 0.023 0.018 0.028 0.033 ***

113 0.042 0.025 0.026 0.032 **

Posparto 0.060 0.060 0.034 0.026 **

** p<0.05; *** p<0.01; ns p>0.05

Duque - Evaluación del perfil metabólico lipidico en cerdas gestantes


En la figura 1, se muestra la dinámica de las concentraciones de HDL, LDL, TG y CT desde el día 85 a las 24 horas posparto.

Figura 1. Dinámica de los indicadores del metabolismo lipídico (HDL, LDL, CT, TG) para cerdas primíparas y multíparas en gestación, alimentadas con dos dietas de diferente nivel de grasa. Valores en mmol/L.

Figura 2. Dinámica de los indicadores de la movilización de tejido adiposo en cerdas gestantes primerizas y multíparas en gestación, alimentadas con dos dietas en diferente nivel de grasa. Valores en mmol/L.

Las cerdas primerizas sin adición grasa en la dieta (SAp) mostraron una mayor concentración (p<0.01) en los metabolitos de HDL, LDL, CT y TG.

Para HDL y LDL se observó un aumento en los días 100 y 113 respecto a las concentraciones del día 85 (p<0.05). Por el contrario, CT y TG disminuyeron para estos mismos períodos. Después del parto, los tratamientos presentaron disminución en las concentraciones de HDL, LDL, CT y TG, excepto las cerdas primerizas de ambos tratamiento en las cuales las concentraciones de LDL aumentaron.

Las concentraciones de NEFA, disminuyeron para los días 100, 113 (p<0.05) y después del parto, contrariamente para BHB las concentraciones aumentaron después del parto (Figura 2).

Indicadores metabólicos de los lechones. En las concentraciones séricas de los lechones se encontraron diferencias significativas entre tratamientos (p<0.01) (Tabla 3). Para los metabolitos LDL, CT y NEFA la mayor concentración se presentó para los lechones de

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las cerdas primerizas con adición de grasa en la dieta (Tabla 3).

Tabla 3. Valores séricos medios y significancia estadística para Lipoproteínas de alta densidad (HDL), Lipoproteínas de baja densidad (LDL), Colesterol (CT), Triglicéridos (TG), Ácidos grasos no esterificados (NEFA), Betahidroxibutirato (BHB) de lechones al nacimiento. Valores en mmol/L.

Metabolitos SAm AGm AGp SAp p

HDL 1.40 2.34 1.61 2.05 ***

LDL 0.32 0.45 0.30 0.49 ***

CT 2.97 2.18 2.96 4.08 ***

TG 1.78 1.45 2.27 1.81 ***

NEFA 0.83 0.73 0.83 1.07 ***

** p < 0.05; *** p <0.01

En las concentraciones de HDL los lechones de las cerdas multíparas con adición de grasa presentaron los valores más altos y para las concentraciones en TG, los lechones de las cerdas primerizas con adición de grasa presentaron la mayor concentración.

DISCUSIÓN

El aumento de las concentraciones de HDL y LDL para los días 100 y 113, posiblemente se debió a que durante la en la preñez tardía por efecto de los estrógenos y de la activación de la resistencia insulínica se presentó un incremento de la actividad lipolítica del tejido adiposo. Esto permitió un aumento de las fracciones de triglicéridos y de las lipoproteínas que los transportan como LDL y HDL (4). Igualmente, se han encontrado valores mayores entre los 84-110 días de gestación (0.91 mmol/L y 0.81 mmol/L), que después del parto (0.74 mmol/L y 0.52 mmol/L) para HDL y LDL (9).

La adición de grasa no afectó las concentraciones de HDL y LDL en las cerdas en ninguno de los tratamientos experimentales. Contrario a los resultados hallados por Czech et al (9) quienes encontraron una correlación entre la administración de mananoligosacáridos y el incremento de las fracciones de HDL y una reducción de la fracción de LDL.

Las concentraciones séricas de colesterol no fueron afectadas por el incremento de la grasa en la dieta. Sin embargo, Gatford et al (10) encontraron que al aumentar la nutrición materna se incrementaron las concentraciones de colesterol (2.3 vs. 2.7 mmol/L).

Se espera durante toda la gestación un aumento en el contenido de triglicéridos, más aún tras el consumo de dietas con mayor contenido de grasa, principalmente cuando el propósito de éstas es proporcionar los ácidos grasos para el feto (11). No obstante, los resultados de esa investigación muestran una disminución progresiva en las concentraciones de TG. Mosnier et al (12) encontraron que las concentraciones plasmáticas de TG 37 días antes del parto fueron menores que durante los 7 días previos al parto y disminuyeron progresivamente en esta semana. La reducción de los TG en el plasma durante la gestación tardía y la lactancia temprana pueden ser explicados por la captación de la glándula mamaria para la producción de leche, probablemente debido a que se presenta lipólisis intracelular de triglicéridos como fuente primaria para los compuestos grasos de la leche. Ji et al (13) encontraron que aunque el crecimiento de la glándula mamaria en la cerda es bajo durante la gestación temprana, incrementa más de tres veces durante el último tercio de la gestación. Por tanto, la cerda adapta todos sus procesos digestivos y fisiológicos para la utilización y transferencia de una gran cantidad de lípidos en la las glándulas mamarias para la producción de leche y calostro (14).

Las concentraciones halladas para NEFA, fueron mayores en el día 85 que para los días 100 y 113, esto se presentó probablemente, debido a que las raciones ofrecidas a las cerdas antes del día 85 fueron de menor volumen que para los días siguientes. Es probable que las cerdas, movilizaron ácidos grasos para cubrir las demandas energéticas para el crecimiento del feto en desarrollo y de las glándulas mamarias, ya que para este periodo es muy rápido (15).

Cuando se evaluaron los valores séricos de NEFA en cerdas gestantes y lactantes tanto en forma individual como grupos en explotaciones comerciales, se encontró para el día 94 de gestación una oscilación entre 0.05 y 1.58 mmol/L. Para el día 108, entre 0.06–1.50 mmol/L, en la lactancia en el día 7 un rango entre 0.07 y 0.98 mmol/L; y para el día 21, un rango de 0.06 a 1.20 mmol/L (16). Los valores encontrados en la presente investigación se encuentran dentro del rango hallado explotaciones comerciales.

Las concentraciones halladas de BHB para las cerdas antes del parto fueron bajas, la razón principal es la alta utilización de nutrientes energéticos incluso BHB por parte de los fetos en crecimiento, dado que el BHB atraviesa la barrera placentaria (4). Variaciones en las concentraciones de BHB debidas a manipulaciones nutricionales



han sido informadas cuando adicionaron almidón de maíz o aceite de soya a una dieta para cerdas multíparas, observando que a las cerdas que se les había ofrecido aceite de soya tuvieron un menor incremento en las concentraciones de BHB que las cerdas alimentadas con suplemento de maíz (17).

Teóricamente el aumento de las concentraciones de BHB después del parto, puede deberse a que la cerda pasa de un metabolismo anabólico de la gestación a un metabolismo catabólico en la lactancia, presentándose lipólisis de la grasa corporal de reserva para la producción de calostro y leche (15). Las cerdas en esta situación fisiológica están propensas a la acumulación de cuerpos cetónicos en el plasma, no obstante y posiblemente por el efecto de las dietas esto no fue observado. Jones et al (17) encontraron concentraciones metabólicas para BHB en el día 14 de lactancia de 0.04 mmol/L, valores similares a los encontrados en este estudio.

No se encontró corre lac ión entre las concentraciones séricas de las cerdas a los 100 y 113 días con las concentraciones séricas de los lechones al nacimiento (r=0.026; p<0.852) (r=-0.089; p<0.54). Resultados similares encontraron Laws et al (18), donde la grasa suministrada en la gestación tardía en dietas para cerdas no afectó la concentración de NEFA en el plasma de los lechones. Cantidades limitadas de ácidos grasos libres son absorbidos por el útero y atraviesan la barrera placentaria, principalmente en condiciones de ayuno. Asimismo, se ha encontrado que las concentraciones de NEFA son menores en el plasma fetal que en el plasma maternal (19). En el presente trabajo no se encontró correlación entre las concentraciones de TG de las cerdas en el día 100 y las concentraciones de TG de la camada (r=0.108, p<0.23), pero, una correlación inversa fue hallada en las cerdas a las 24 horas posparto con relación a las concentraciones de TG de los lechones al nacimiento (p<0.022, r=-0.87). Las concentraciones mayores de TG halladas en los lechones no pueden explicarse por lipolisis en el tejido adiposo pardo, órgano único en los mamíferos, utilizado para sobrevivir cuando las dietas están bajas en macro nutrientes

esenciales, bajo condiciones de estrés y especialmente para la termorregulación al nacimiento (20), porque, se ha demostrado que el lechón no tiene grasa parda (21) y que los TG no atraviesan la placenta, pero el hígado del feto puede sintetizarlos a partir de los ácidos grasos maternales y la placenta puede entregar lípidos al feto como ácidos grasos libres (22), los cuales son transportados como en lipoproteína ricas en TG en el plasma maternal (4), pero no hay una fuerte evidencia de que la placenta tenga receptores para estas lipoproteínas (22).

No se encontró corre lac ión entre las concentraciones de HDL y LDL de las cerdas en los días 85 y 100 con las concentraciones de HDL y LDL de los lechones (r=0.028, p<0.21) (r=0.078, p<0.37). Se encontró correlación entre HDL y LDL materno a los 113 días de gestación con el HDL y LDL de los lechones al nacimiento (r=0.381, p<0.0063) (r=-0.04, p<0.73), respectivamente. Czech et al (9) encontraron en lechones concentraciones de (HDL 1.22 mmol/L y de LDL 1.24 mmol/L). Los valores para HDL fueron similares a los hallados en este estudio, sin embargo, los valores de LDL fueron mayores difiriendo con los de este estudio.

En este experimento se encontró correlación media y significativa en las concentraciones de CT de los lechones y las concentraciones de CT de las cerdas a los 113 días (r=0.57, p<0.001), posiblemente por que a finales de la gestación entre el 10% al 20% de colesterol fetal que ha cruzando la barrera placentaria proviene de la madre, y los tejidos fetales se originan de la síntesis de novo del colesterol, que es un componente integral del organismo en desarrollo (23).

En conclusión no se encontró efecto de la modificación del nivel de grasa en la dieta sobre los indicadores metabólicos LDL y NEFA. Para los restantes indicadores se presentó diferencia en las cerdas en gestación. No se encontró correlación entre los indicadores metabólicos de las madres y los lechones. Posiblemente, los niveles de sustitución grasa afectaron el metabolismo lipidico de la madre, pero éste no generó efecto sobre la nutrición fetal.

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RESUMEN

Objetivo. Evaluar y caracterizar los aspectos clínicos e histopatológicos de la Pythiosis cutánea en terneros del departamento de Córdoba, Colombia. Materiales y métodos. Se realizó un estudio de tipo descriptivo, no probabilístico en animales por conveniencia. Fueron analizados 14 terneros con Pythiosis cutánea, a los cuales se les realizó caracterización clínica e histopatológica mediante tinciones de Hematoxilina-Eosina y Grocott. Resultados. Clínicamente, los animales presentaron lesiones cutáneas ulcerativas y húmedas con abundante exudación fibrino sanguinolenta, algunas tenían superficie irregular con nodulaciones y hemorragias, así como salida en algunos casos de material caseificado blanco amarillento. Las lesiones se ubicaron en la mayoría de los casos a nivel de las partes distales de los miembros y región ventro-lateral del cuello. Histopatológicamente, en coloración de Hematoxilina-Eosina se observó múltiples piogranulomas constituidos por área central con aglomerados de eosinófilos y pocos neutrófilos rodeados por macrófagos y células gigantes (reacción de Splendore-Hoeppli). En la coloración de Grocott se evidenciaron múltiples hifas intralesionales septadas y parcialmente ramificadas en ángulo recto de color café. Conclusiones. El diagnóstico definitivo de la enfermedad se basó en la epidemiología, características macroscópicas de las lesiones y en los hallazgos histopatológicos, siendo concluyente como métodos de diagnóstico de la Pythiosis cutánea bovina.

Palabras clave: Pythium insidiosum, dermatitis granulomatosa, bovinos (Fuente: MeSH).

Evaluación clínica e histopatológica de la Pythiosis cutánea en terneros del departamento de Córdoba,

Colombia

Clinical and histopathology evaluation of cutaneous Pythiosis in calves the department of Cordoba, Colombia

José Cardona Á,1* M.Sc, Marlene Vargas V,2 Ph.D, Marco González T,3 M.Sc.

1Universidad de Córdoba, Facultad de Medicina Veterinaria, Profesor de Medicina y Clínica de Grandes Animales, Semillero de Investigaciones en Medicina de Grandes Animales (MEGA), Grupo MECIVET, Montería, Colombia. 2Universidad Federal de Viçosa, Departamento de Medicina Veterinaria, Profesora de Patología, Viçosa, Brasil. 3Universidad de Córdoba, Facultad de Medicina Veterinaria, Instituto de Investigaciones Biológicas del Trópico (IIBT), Montería, Colombia. *Correspondencia:[email protected]

Recibido: Marzo de 2012; Aceptado: Abril de 2013.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3551-3558, 2013.

ORIGINAL


ABSTRACT

Objective. Evaluate and characterize the clinical and histopathological aspects of cutaneous Pythiosis in calves the department of Córdoba, Colombia. Materials and methods. A descriptive, non-probabilistic, convenience study was conducted in animals. 14 calves were with skin Pythiosis were analyzed, which underwent clinical and histopathologic characterization using hematoxylin-eosin and Grocott staining. Results. Clinically, the animals developed humid skin ulcers with abundant fibrin bloody exudation, some had irregular surface nodules and bleeding and in some cases, yellowish white caseous material. Lesions were located in most cases, on the distal parts of the limbs and the ventro-lateral region of the neck. Histopathologically, in hematoxylin-eosin staining, pyogranulomas and a multiple central area constituted by agglomerates of eosinophils and neutrophils, some of them surrounded by macrophages and giant cells (Splendore-Hoeppli reaction) were observed. The Grocott stain showed multiple septate and partially branched, intralesional, straight, brown hyphae. Conclusions. The definitive diagnosis of the disease was based on epidemiology, macroscopic characteristics of lesions and histopathologic findings, as being conclusive diagnostic methods for bovine cutaneous Pythiosis.

Key words: Pythium insidiosum, dermatitis pyogranulomatous, bovine (Source: MeSH).

INTRODUCCIÓN

La Pythiosis es una enfermedad piogranulomatosa y rápidamente progresiva causada por el Pythium insidiosum, un microorganismo clasificado en el Reino Stramenopila, Phylum Pseudofúngi, Clase Oomycetes, Orden Pythiales, Familia Pythiaceae y Género Pythium, de modo que los miembros de la clase Oomycetes son filogenéticamente distantes del reino de los hongos y más cerca de las algas (1). Esta distancia taxonómica es reflejada en la composición de la pared y membrana celular; en este sentido, la quitina que es el componente esencial en la pared celular de los hongos no se encuentra en la pared celular de los Oomycetes, asimismo, en la membrana celular de los Oomycetes falta el esteroide ergosterol, de modo que no responde a la exposición a agentes antimicóticos que inhiben o se unen al compuesto (2). Igualmente, Biava et al (3), manifiestan que la Pythiosis pertenece a un complejo de enfermedades piogranulomatosas, que constituyen un grupo diverso de afecciones micóticas y pseudomicóticas de estrecha semejanza anatomopatológica que afecta a piel o tejido subcutáneo llamado zigomicosis.

La distribución geográfica de la Pythiosis es amplia y ha sido relatada en varios países con características agroecológicas de bosque húmedo tropical y subtropical (4), como Brasil, Venezuela, Colombia, Argentina, Costa Rica, Guatemala, Panamá, Nicaragua, Haití y los EUA, especialmente en estados próximos al Golfo de México (5), aunque los reportes en bovinos, sólo se han hecho en Estados Unidos, en el estado de Louisiana (6), en Venezuela, en el estado de

Apure (1) y en Brasil, en los estados de Campina Grande, Rio Grande do Sul, Matogrosso do Sul y Santa María (7-9).

La mayoría de reportes de la enfermedad se han realizado en la especie equina (10), sin embargo, se ha informado presentación de Pythiosis en otras especies como la canina (11), felina (12), ovina (13), aves migratorias (14), humanos (15) y en bovinos (7, 8), por lo que en Colombia sólo existen reportes en equinos, conociéndose como “ficomicosis o espúndia equina” (16), en Venezuela es llamada “granulomatosis enzoótica bovina” (1), en Brasil es conocida como “ferida brava, mal dos pântanos y ferida de moda” (17) y en otras partes del mundo como “dermatitis granular, sanguijuelas de la florida, hongo de la costa del golfo, bursatee e hifomicosis (18).

El diagnóstico es realizado por las condiciones ep i dem io l óg i c a s , l a s c a ra c t e r í s t i c a s macroscópicas de las lesiones y los hallazgos histopatológicos, así como el aislamiento del microorganismo en medios de cultivo; igualmente, en el examen directo del tejido, mediante la técnica con hidróxido de potasio al 10% y tinta Parker se pueden observar las hifas hialinas, espesas, ligeramente septadas y ramificadas (19).

Macroscópicamente, se caracteriza por la presencia de lesiones inflamatorias ulceradas y granulomatosas, con bordes irregulares y en forma de cráter, de diferentes tamaños, húmedas en la mayoría de los casos, puede presentar trayectos fistulosos con descarga

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ocasional de material serosanguinolento o purulento blanco amarillento (20).

Histológicamente en la coloración de H-E, se observa marcada infiltración inflamatoria piogranulomatosa multifocal con infiltrado inflamatorio eosinofílico y neutrófilico, circundado por macrófagos y células gigantes y presencia de masas necróticas multifocales, así como intensa proliferación de tejido conjuntivo fibroso y áreas con elevado número de eosinofilos y mastocitos alrededor de las hifas formando el fenómeno Splendore-Hoeppli (SH). En la coloración de Grocott, se observa la presencia de estructuras ramificadas, ocasionalmente septadas que a veces forman ángulo recto, de color café oscuro, paredes lisas y paralelas, de 2,6 a 6,4 µM de tamaño (21).

El diagnóstico diferencial incluye dermatofitosis y granulomas bacterianos, igualmente las infecciones secundarias son frecuentemente observadas, y representan una dificultad adicional para el aislamiento del agente (22).

El presente estudio tuvo como objetivo evaluar y caracterizar los aspectos clínicos e histopatológicos de la Pythiosis cutánea en bovinos del departamento de Córdoba, Colombia.


Tipo de estudio. Se realizó un estudio de tipo descriptivo, no probabilístico en animales de conveniencia con presencia de lesiones cutáneas piogranulomatosas compatibles con Pythiosis.

Localización. El estudio fue realizado en el municipio de Ciénaga de Oro, Córdoba, Colombia, ubicado entre las coordenadas 7°23’ y 9°26’ de latitud norte y los 74°52’ y 76°32’ de longitud al oeste del meridiano de Greenwich, a una altura de 30 m.s.n.m, con temperatura promedio anual de 28°C, humedad relativa del 82%, precipitación media anual de 1400 mm y pertenece a la formación climática de bosque tropical lluvioso. Se presentan dos estaciones bien definidas (época de lluvia y época seca). El estudio de campo se realizó entre los meses de mayo y agosto de 2011.

Animales. Fueron utilizados 14 terneros de levante, provenientes de zonas bajas e inundables del municipio de Ciénaga de Oro, Córdoba, con edades comprendidas entre 11 y 14 meses, los cuales presentaron lesiones cutáneas ulcerativas y húmedas con abundante

exudación fibrino sanguinolento, con salida en algunos casos de material caseificado blanco amarillento compatibles con Pythiosis.

Metodología. Los animales no se sometieron a dolor y/o estrés innecesario, por lo que fueron inmovilizados teniendo en cuenta las normas técnicas en el manejo y sujeción de animales, enmarcado en el cumplimiento de la Declaración Universal de los Derechos de los Animales, referente a los principios éticos internacionales para la investigación biomédica con animales del CIOMS (Council for International Organizations of Medical Sciences) establecida por la UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) y la OMS (Organización Mundial de la Salud) en 1949 y de la Ley 84 de Octubre 27 de 1989 (Estatuto Colombiano de Protección Animal) (23).

A todos los animales se les realizó evaluación clínica y caracterización anatomopatológica de las lesiones cutáneas, para lo cual se tomaron fotografías de alta definición para su posterior análisis. De igual forma, previa sedación y aplicación de anestesia local se tomaron biopsias de tejido tumoral ubicado en la periferia de la lesión ulcerosa y fijadas en formol al 10% (1, 8), posteriormente llevadas al laboratorio de histopatología del departamento de Veterinaria de la Universidad Federal de Viçosa, Brasil, donde fueron procesadas para la rutina de evaluación histopatológica incluidas en parafina, cortadas a 5μm de espesor y teñidas con la coloración de H-E y Grocott. Los datos fueron organizados en tablas y analizados en forma descriptiva utilizando el Software Statistic 8.0.

RESULTADOS

Los componentes epidemiológicos, las características macroscópicas de las lesiones y las observaciones histopatológicas confirmaron el diagnóstico de Pythiosis cutánea en 14 terneros del departamento de Córdoba, Colombia; de acuerdo con lo reportado como método diagnóstico de la Pythiosis cutánea (1, 8, 9).

Los componentes epidemiológicos considerados fueron la presencia de zonas bajas con acumulo de agua, como represas, charcas y potreros inundables donde pastoreaban los animales (Figura 1), así como los meses del año en los cuales fueron estudiados los animales (mayo a agosto de 2011) que corresponden a la época lluviosa en la costa atlántica Colombiana, debido a que son factores de riesgo importantes para la presentación de Pythiosis cutánea (24, 25).

Cardona - Evaluación clínica e histopatológica de Pythiosis cutánea en terneros


Las manifestaciones clínicas de las lesiones cutáneas consistían en ulceración granulomatosa, en forma de cráter, con presencia de material necrótico, superficie irregular con nodulaciones, exudación fibrinosanguinolenta y salida de material caseificado a la compresión (Figura 2). Las lesiones se ubicaron a nivel de porción ventro-lateral del cuello en un caso (Figura 3) y a nivel de la porción distal de los miembros en 13 casos (Figura 4), todos los animales presentaron pérdida de la condición corporal.

Todas las biopsias de tejido tumoral fueron teñidas con H-E y Grocott. En la coloración de H-E, se observó a nivel de la dermis profunda, múltiples piogranulomas multifocales constituidos por área central con aglomerados de eosinófilos y pocos neutrófilos rodeados por macrófagos y células gigantes, en las áreas entre los granulomas había proliferación de tejido conjuntivo suelto y neovascularizado, de igual forma se evidenció la presencia de áreas centrales de necrosis con elevado infiltrado inflamatorio mixto constituido

Figura 1. Presencia de potreros inundables donde pastan los terneros, ambiente propicio para la reproducción y supervivencia del P. insidiosum.

Figura 2. Ulceración granulomatosa, en forma de cráter de 7x5 cm, con presencia de material necrótico, superficie irregular con nodulaciones, exudación fibrino-sanguinolenta y salida de material caseificado a la compresión.

Figura 3. Lesión irregular de 4 x 2 cm, con material necrótico a nivel de la región ventro-lateral del cuello.

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Figura 4. Lesión circunscrita en forma de cráter de 5x3 cm, con presencia de material necrótico a nivel de la porción distal de los miembros.

Figura 5. Dermatitis piogranulomatosa multifocal. Nótese la presencia de múltiples piogranulomas constituidos por área central con aglomerados de eosinófilos y neutrófilos (reacción de Splendore-Hoeppli) “ver flechas”, rodeados por macrófagos y células gigantes “ver circulo” y aglomerados multifocales de células mixtas “ver rectángulo”. Tinción de H-E. 10x.

principalmente por eosinófilos y neutrófilos formando el fenómeno Splendore-Hoeppli (Figura 5). De igual forma en la coloración de Grocott, se observaron hifas intralesionales de color café oscuro, ocasionalmente septadas y parcialmente ramificadas con paredes lisas y paralelas (Figura 6).

Figura 6. Hifas intralesionales de color café oscuro, ocasionalmente septadas y parcialmente ramificadas en ángulo recto, con paredes lisas y paralelas “ver flechas”. Tinción de Grocott. 40x.

DISCUSIÓN

La Pythiosis bovina es considerada de baja incidencia y/o prevalencia, debido a que son pocos los reportes en la literatura científica, donde sólo existen informes de presentación confirmada en tres países que son Estados Unidos, Venezuela y Brasil (26). Sin embargo, es una de las causas más comunes de lesiones cutáneas en equinos principalmente en épocas lluviosas, donde se formen cuerpos de aguas e inundaciones; por lo que se prenden las alarmas en torno a la vigilancia de la enfermedad en equinos y bovinos en zonas inundables del departamento de Córdoba, Colombia, ya que las condiciones agroecológicas son determinantes para el desenvolvimiento del organismo en su ecosistema, debido a que para haber a producción de zoósporos son necesarias temperaturas entre 30 y 40ºC y acúmulo de agua e inundaciones (16).

Las lesiones de los animales estudiados se ubicaron a nivel de la porción ventro-lateral del cuello y en la mayoría de los casos en las partes distales de los miembros, esto coincide



con Grecco et al (7), Santos et al (9, 17) y Silva et al (8), quienes afirman que las lesiones afectan particularmente las partes distales de los miembros, y en menor proporción abdomen, pecho y cola, indicando que probablemente se deba al mayor tiempo de contacto de heridas con aguas contaminadas con zoósporos de P. insidiosum, generando un tubo germinativo con secreción de enzimas proteolíticas que penetran activamente en los tejidos aumentando las presiones sobre ellos para su mayor penetración.

Las características de las lesiones de los animales del presente estudio fueron similares a las reportadas por Biava et al (3), Grecco et al (7), Silva et al (8), Santos et al (9,17), Gabriel et al (21), con formación de ulceraciones húmedas, irregulares y con nodulaciones granulomatosas, con bordes irregulares y algunas en forma de cráter y presencia de trayectos fistulosos formados por el pseudohongo en su proceso invasivo, por lo que después de una lesión las células muertas se comportan como cuerpo extraño, desencadenando una respuesta inflamatoria con la finalidad de promover la fagocitosis y permitir la reparación del tejido afectado.

Los hallazgos histopatológicos en la coloración de H-E y Grocott, se corresponden con los reportados en la literatura para el diagnóstico de la Pythiosis bovina (8), siendo la dermatitis piogranolomatosa, con eosinófilos y neutrófilos alrededor de áreas de necrosis (reacción de SH) los principales responsables por el daño tecidual extenso y rápido encontrado en la Pythiosis (27). En equinos, se sugiere que la producción de SH y la secreción de exo-Ags son las estrategias evolutivas desarrolladas por P. insidiosum para asegurar su proliferación en el tejido del hospedero, siendo la hipótesis soportada por el hecho de que hifas viables de P. insidiosum sean encontradas solamente dentro de la reacción eosinofílica en caballos, indicando que el agente pueda usarla para su sobrevivencia como mecanismo de defensa (28, 29).

Los datos epidemiológicos, anatomopatológicos y los hallazgos histopatológicos del presente estudio se correlacionaron en todos los terneros estudiados, indicando que esta correlación es un método diagnóstico confiable para la Pythiosis bovina, lo que concuerda con lo reportado por Gabriel et al (21), quienes realizaron

positivamente la correlación epidemiológica, clínica e histopatológica en 76 terneros con signología dermatológica compatible con Pythiosis.

Santos et ál (9), estudiaron la enfermedad en animales de producción de cuatro propiedades rura les en e l Pantanal Matogrosense, registrándose en bovinos de 0.15 a 3.64% de incidencia, con índices muy bajos de mortalidad, siendo mantenidos en sitios con acúmulos de agua, potreros inundados con poco drenaje y vegetación acuática abundante. Gabriel et al (21), reportaron un brote de Pythiosis bovina en terneros provenientes de la región pantanosa de Rio Grande do Sul, Brasil. Asimismo, Grecco et al (7) reportaron 23.8% de morbilidad en bovinos con presentación en forma de brotes agúdos. En Colombia solo existe un reporte de presentación de la enfermedad con una frecuencia de 38.5% en bovinos pertenecientes a 3 explotaciones ganaderas del departamento de Córdoba (30).

La edad de los animales del presente reporte se encontraba entre los 11 y 14 meses, coincidiendo con Grecco et al (7), Santos et ál (9, 17) y Gabriel et al (21), quienes reportaron mayor presentación de Pythiosis en animales jóvenes. De igual forma para Frey et al (10) no existe predisposición, ni relación en cuanto a sexo, raza y edad de los animales con la presentación de la enfermedad.

Finalmente, a pesar de que la enfermedad sea más reportada en equinos, se debe prestar mucha atención a la presentación de la enfermedad en bovinos, y promover la realización de investigaciones sobre factores de riesgo, tasa de incidencia y prevalencia, debido a que esta enfermedad podría generar impacto económico negativo en la industria ganadera.

Agradecimientos.

Al laboratorio de patología de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad de Córdoba y Al laboratorio de histopatología y al laboratorio de biología control de hematozoarios y vectores/Bioágro del departamento de Veterinaria de la Universidad Federal de Viçosa, Brasil (DVT-UFV), por su apoyo incondicional en el procesamiento y análisis de las muestras.

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RESUMEN

Objetivo. Evaluar el efecto in vitro del ácido linoléico sobre la producción de PGF2α y PGE2 en células endometriales epiteliales bovinas (CEEP). Materiales y métodos. Se cultivaron CEEP aisladas de tejido uterino y se suplementaron con AL a diferentes concentraciones (1 μM, 10 μM, 100 μM), oxitocina (OT) (0.1 μM) e interferón trofoectodérmico bovino (bINT-τ) (50 ng/ml). Se cuantificó la PGF2α y PGE2 a distintos tiempos (12, 24 y 36h). En el control, la PGF2α en el sobrenadante aumentó en el tiempo de cultivo y fue 1.2 veces mayor que la producción de PGE2. Resultados. El ácido linoléico disminuyó la concentración de PGF2α (p<0.05) en el sobrenadante, y no afectó (p>0.05) la producción de PGE2. El efecto conjunto de AL y OT sobre la producción de PGF2α difirió para cada uno de los tiempos; el ácido linoléico inhibió parcialmente el efecto estimulante de la OT sobre la producción de PGE2, el efecto conjunto del AL y el bINT-τ aumentó (p<0.05) esta inhibición hasta la hora 24. Conclusiones. El ácido linoléico afecta negativamente la concentración de PGF2α en el sobrenadante a través del tiempo. Respecto a la PGE2 se concluye que el ácido linoléico por sí solo no afecta la concentración en el sobrenadante.

Palabras clave: Endometrio, interferones, luteólisis, maternal, oxitocina (Fuente: MeSH)

ABSTRACT

Objective: Evaluate the in vitro effect of AL on the production of PGF2a and PGE2 in bovine epithelial endometrial cells (CEEP). Materials and methods. Isolated CEEP were cultured and supplemented with AL at different concentrations (1μM, 10μM, 100μM), oxytocin (OT) (0.1 μM) and bovine interferon (BINT-τ) (50 ng / ml). PGF2a and PGE2 were quantified as response variables at different times. In the control, the concentration of PGF2a in the supernatant increased over time and was 1.2 times greater than the production of PGE2. Results. AL reduced the concentration of PGF2a (p <0.05) in the supernatant, and did not affect (p> 0.05) the production of PGE2. The combined effect of LA and OT in the production of PGF2a is different in time, LA partially inhibited the stimulatory effect of OT in the production of PGE2, the joint effect of LA and BINT-τ increased (p<0.05) when this inhibition at 24h. Conclusions. LA alone negatively affects the concentration in the supernatant of PGE2 in time. Regarding PGE2 , LA alone does not affect the concentration in the supernatant.

Key Words: Endometrium, interferons, luteolysis, maternal, oxytocin (Source:MeSH).

Efecto del ácido linoléico sobre la producción de las prostaglandinas PGF2α y PGE2 en células endometriales

Linoleic acid effect on PGF2a and PGE2 prostaglandin production in endometrial cells

Yasser Lenis S,1* M.Sc, Martha Olivera A,2 Ph.D,Ariel Tarazona M,2 M.Sc.

1Universidad de Antioquia, Facultad de Ciencias Agrarias, Escuela de Medicina Veterinaria, Grupo de investigación CENTAURO. 2Universidad de Antioquia, Facultad de Ciencias Agrarias, Escuela de Medicina Veterinaria, Laboratorio Syngamia, Grupo de investigación BIOGÉNESIS, Carrera 75 Nº 65-87, Medellín-Colombia. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Diciembre de 2011; Aceptado: Octubre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3559-3568, 2013.

ORIGINAL


INTRODUCCIÓN

En la reproducción, la acción de las prostaglandinas es fundamental para la lisis del cuerpo lúteo (CL), la ovulación, el reconocimiento embrionario, la implantación y el parto (1-3). En el tejido reproductivo las prostaglandinas son sintetizadas principalmente en el endometrio, tejido altamente especializado, constituido por dos biotipos celulares; células endometriales epiteliales (CEEP) y las células endometriales estromales (CEES), las cuales poseen características morfológicas y funcionales distintas (2).

En el hígado y glándula mamaria, el ácido linoléico (AL) precursor de las prostaglandinas, puede ser biotransformado a otros PUFAs como ácido linolénico, dihomo linolénico, o a ácido araquidónico (AA), por las enzimas ∆6 desaturasa, elongasa y ∆5 desaturasa. El AA es el principal precursor de las prostaglandinas de la serie 2, dentro de las cuales se encuentran las prostaglandinas F2 alpha (PGF2α) y la E2 (PGE2) (4).

Las CEEP presentan morfología cuboidal o columnar, conforman el epitelio luminal uterino y responden principalmente a la oxitocina (OT) para inducir la síntesis de PGF2α y PGE2; las CEES poseen una morfología fibroblastoide, forman el estroma, y responden al factor de necrosis tumoral tipo alpha (FNTα) para la síntesis de PGF2α y PGE2; las primeras son las responsables de inducir y modular los efectos luteolíticos, debido a una mayor relación en la producción de PGF2α respecto a la de PGE2, mientras que las CEES son las responsables de modular los efectos luteotrópicos por su proporción en la producción de PGE2, la cual es mayor respecto a la de PGF2α (1,5).

El aumento de la producción de oxitocina luteal durante los días 15 al 18 (6), induce un aumento en la síntesis de PGF2α y PGE2 en las CEEP y en menor proporción en las células luteales grandes (CLG) y células luteales pequeñas (CLP), activando principalmente las rutas luteolíticas mediadas por apoptosis (7-9).

Dependiendo del estadío fisiológico del animal (ciclicidad, gestación o anestro), las CEEP regulan la expresión de receptores de oxitocina en la membrana (OTr); una vez estos se unen a su ligando (OT), se estimula una ruta de señalización por proteína G, induciendo la liberación del AA de la membrana. El AA se ciclooxigena y peroxida para producir prostaglandina G2 (PGG2) y posteriormente prostaglandina GH2 (PGH2). Ambas reacciones son ejecutadas en diferentes sitios catalíticos

de la prostaglandina H endoperoxidasa sintasa (PGHS) conocida también como ciclooxigenasa (COX) (5,10). Posteriormente la PGH2 puede sufrir dos procesos: un proceso de isomeración mediante las isomerasas: prostaglandina E2 sintasa citoplasmática (cPGES) y prostaglandina E2 sintasa citoplasmática microsomal tipos 1 y 2 (mPGES1) y (mPGES2), las cuales producen PGE2 (11,12); o un proceso de reducción mediante la reductasa prostaglandina F sintasa (PGFS) generando PGF2α. Una vez producidas la PGF2α y PGE2, estas se liberarán y mediarán diversos procesos reproductivos como el reconocimiento del embrión por parte de la hembra bovina (3, 13, 14).

El bINT-τ es la señal hormonal principal de modulación para disminuir el efecto de la OT y favorecer los procesos luteotrópicos funcionales y estructurales, lo que garantiza la producción de progesterona y la integridad de las células que constituyen el CL, favoreciendo el proceso de reconocimiento materno embrionario y la posterior implantación. Aunque, el mecanismo de acción del bINT-τ no esta totalmente claro, se sabe que disminuye la síntesis de PGF2α en el endometrio bovino (1,15-17).

El mecanismo por el cual la suplementación con grasas protegidas pudiera estar afectando estas señales se desconoce, por lo cual el objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto del AL, bINT-τ y OT sobre la producción de PGF2α y PGE2, en un modelo in vitro de CEEP bovinas (2,3).


Sitio de estudio. El experimento fue realizado en la Universidad de Antioquia Facultad de Ciencias Agrarias, Laboratorio Syngamia.

Aislamiento de células endometriales epiteliales (CEEP). Los úteros fueron recolectados en la planta de beneficio local dentro de los 15 minutos posteriores al desangrado del animal y transportados a 4°C hasta el laboratorio, donde fueron procesados dentro de las 2 horas siguientes a la obtención. Se acogieron los criterios de selección de los tractos reproductivos descritos por Arosh (2), con los cuales se buscó que los úteros estuvieran bajo influencia hormonal de una fase temprana del ciclo estral (día 2-7), esto fue evaluado por observación de estructuras foliculares y lúteas en los ovarios. Una vez en el laboratorio los úteros fueron lavados y desinfectados exteriormente con solución salina al 0.9% (p/v) y clorhexidina, luego desvascularizados y posteriormente se expuso el endometrio el cual fue lavado y

3561Lenis - Efecto del ácido linoléico sobre la producción de prostaglandinas PGF2α y PGE2

desinfectado con clorhexidina. La disgregación celular se realizó en cabina de flujo laminar, el endometrio fue raspado suavemente de forma longitudinal con una cuchilla de escalpelo y las células obtenidas fueron lavadas tres veces con Hanks balanced salt solution (HBSS Sigma Aldrich St Louis Co. H 9394) libre de calcio y magnesio, suplementado con el 10% (v/v) de suero fetal bovino (SFB-Gibco 16000-044) y 1% (p/v) de penicilina estreptomicina (Sigma Aldrich St- P0781), posteriormente se centrifugó a 2500 RPM por 10 minutos para obtener el paquete celular para el cultivo.

Cultivo Celular. El cultivo celular se realizó a una concentración de 500.000 células/ml, en placas de 24 pozos (Falcom 35-3047) utilizando RPMI-1640 (Sigma Aldrich St Louis Co. R 8758) suplementado con 10% (v/v) de suero fetal bovino y 1% (p/v) de penicilina más 1% (p/v) estreptomicina y llevadas condiciones ambientales controladas (≈90% de humedad, 5% (v/v) de CO2 y 37.5ºC). Se realizó recambio del medio de cultivo cada 2 días hasta lograr confluencia de ≈90%.

Tratamientos. Para la aplicación de los tratamientos, el medio fue remplazado en su totalidad y las células fueron lavadas 2 veces utilizando RPMI-1640; este momento se consideró como hora 0 para los tiempos de medición de las variables respuesta.

Las CEEP, se suplementaron con tres concentraciones de AL (Sigma Aldrich St-L1376) a 1 µM, 10 µM y 100 µM (1, 10, 16). Para evaluar la funcionalidad en cultivo y de forma indirecta la viabilidad de las CEEP, fueron tratadas con OT (Sigma Aldrich St-03251) a 0.1 µM (18). El posible efecto inhibitorio del bINT-τ sobre la producción de PGF2α en las CEEP, se evaluó suplementando el medio con 50 ng/ml de bINT-τ recombinante; para la interacción entre todos los tratamientos se suplementaron las CEEP con las respectivas mezclas de estos, evaluando como variable respuesta la concentración de PGF2α y PGE2, en el medio de cultivo celular a 12, 13, 24 y 36 horas.

Los tratamientos fueron: T1: Ácido Linoléico 1 µm, T2: Ácido Linoléico 10 µm, T3: Ácido Linoléico 100 µm, T4: Oxitocina 0.1 µm, T5: bINT-τ 50ng/ml, T6: Oxitocina 0.1 µm e bINT-τ 50ng/ml, T7: Oxitocina 0.1 µm y Ácido Linoléico 1 µm, T8: Oxitocina 0.1 µm y Ácido Linoléico 10 µm, T9: Oxitocina 0.1 µm y Ácido Linoléico 100 µm, T10: bINT-τ 50 ng/ml y Ácido Linoléico 1 µm

T11: bINT-τ 50 ng/ml y Ácido Linoléico 10 µm T12: bINT-τ 50 ng/ml y Ácido Linoléico 100 µm, T13: Control (Medio de cultivo sin ningún tratamiento). Se realizaron tres réplicas para cada uno de los tratamientos, los tiempos y las concentraciones fueron adaptados y modificados según los criterios generales de Parent (1)

Medición de prostaglandinas PGF2α y PGE2. A las 12, 24 y 36 horas posterior a la incubación se recolectó el sobrenadante y se congeló a -20ºC hasta la medición, la cual se realizó utilizando un lector de ELISA MR-210 Plus Microplate reader, Biotek, Vermont, Estados Unidos de Norte America. Se utilizaron los kits desarrollados por Assay Designs, Inc., y su uso se realizó acorde con las instrucciones y especificaciones del fabricante.

Análisis Estadístico. Se empleó un diseño de clasificación experimental completamente aleatorizado de medidas repetidas efecto mixto, donde los tratamientos fueron considerados como efecto fijo y el sobrenadante efecto aleatorio. Se emplearon igual número de replicas por tratamiento siendo balanceado el diseño, determinando por los criterios BIC Y AIC el modelo óptimo el cual fue el de simetría compuesta. Se evaluó como variables respuesta la producción de PGF2α y PGE2, convalidándose los supuestos adscritos al modelo experimental. Se efectuaron contrastes ajustados por el método de Tukey con base en un nivel de significancia estadístico del 5%, utilizando el paquete estadístico SAS versión 9.3, California del Norte, Estados Unidos de Norteamérica.

RESULTADOS

Aislamiento y cultivo celular. Una vez sembradas, las células no experimentaron ningún cambio morfológico aparente hasta el día 3; momento en el que se inició la formación de islotes celulares de forma irregular, estos islotes fueron reportados en trabajos previos por Parent y Skarzynski (1,19). La adherencia celular inició desde las 24 horas de cultivo, logrando una confluencia superior al ≈90% al día 14 de cultivo. Las células presentaron las características reportadas por Parent (1), inhibición por contacto, apariencia cuboidal, columnar o piramidal (19) (Figura 1).

Producción de prostaglandinasControl. La producción basal de PGF2α a la hora 12 de análisis, superó la producción (1.2 veces) de PGE2. Se registró un aumento progresivo en el tiempo de la PGF2α, hasta valores superiores 92.000 pg/ml a la hora 36, mientras que la PGE2, no se afectó en el tiempo (Figura 2: A, B, C).


Efecto de AL. Con la adición del AL la concentración de PGF2α siempre fue menor respecto al control, aunque aumentó de manera ascendente en el tiempo (p<0.05). La concentración en el sobrenadante de PGE2 no se afectó en el tiempo respecto al control (p>0.05) (Figura 2: A, B, C).

Efecto de la OT. La OT disminuyó la concentración de PGF2α en el sobrenadante respecto al control en el tiempo (p>0.05), y aumentó la concentración de PGE2, de forma tiempo dependiente a las 12 y 24 horas (p< 0.05).

El efecto de la OT sobre la producción de PGF2α en las CEEP suplementadas con AL, es afectado por la dosis y el tiempo. A las 12 horas la OT y el AL 1µM no afectaron las concentraciones de PGF2α, pero a las 24 y 36 horas disminuyeron las concentraciones (p< 0.05). A las 24 horas la OT y el AL en sus tres concentraciones disminuyeron la producción de PGF2α (p< 0.05), y la interacción de OT y AL 100 µM sólo aumentaron la concentración a la hora 12 de análisis; produciendo 7500 pg/

ml comparando con el control que produce 2000 pg/ml. La concentración de PGE2 aumentó en el sobrenadante sólo a las 12 horas con AL 100 µM y no fue tiempo dependiente (p<0.05) (Figura 3: A, B y C)

Efecto del bINT-τ. El bINT-τ no afectó la concentración de PGF2α ni a las 12 y ni a las 36 horas, pero la disminuyó a las 24 horas (p<0.05). La interacción entre la OT y el bINT-τ induce una concentración de 5300 pg/ml de PGF2α, a las 12 y 24 horas; a las 12 horas las concentraciones de PGF2α, en respuesta a la interacción, superaron a las del control mientras que a las 24 horas fueron significativamente inferiores (p<0.05). A la hora 36 no se afectó la concentración de PGF2α en el sobrenadante (p>0.05).

El efecto conjunto del bINT-τ y el AL a las diferentes concentraciones, disminuyeron la concentración PGF2α en el sobrenadante, a las horas 12 y 24 de análisis (p<0.05), a la hora 36 la interacción entre bINT-τ y el AL, no afectaron la concentración de PGF2α, a excepción del AL

Figura 1. Cinética y dinámica de las CEEP en cultivo primario. Las CEEP no presentaron cambios aparentes desde el día 1 (A) hasta el día 4-5 (B) de cultivo donde comenzaron el proceso de adhesión por zonas, posteriormente, el día 13-14 (C) alcanzaron una confluencia de ≈90%.

Figura 2: Producción de prostaglandinas por las CEEP sometidas a AL 1 µM, 10 µM y 100 µM. La cuantificación de las prostaglandinas se realizó 12 (A), 24 (B) y 36 (C) horas, después de ser sometidas a los respectivos tratamientos. * Indica diferencias significativas (p<0.05) en las concentraciones de PGF2α con respecto al control, ** Indica diferencias significativas (p<0.05) en las concentraciones de PGE2 con respecto al control. (Barras sesgadas= valores superiores a 92000 pg/ml de PGF2α).


1 µM el cual la disminuyó (p<0.05). El bINT-τ no afectó la producción de PGE2 en el tiempo respecto al control cuando se adicionó en forma conjunta con el AL (p>0.05) (Figura 4: A, B y C).

DISCUSIÓN

Al igual que lo reportado previamente por Parent (1), las células aisladas formaron islotes que corresponden a agregados de células epiteliales, el primer reporte que describe la cinética en cultivo primario de este tipo celular, fue realizado por Lenis (20). Las células aisladas cumplieron los criterios de clasificación morfológica reportados

por Parent (1), lo cual se consideró para corroborar el tipo celular deseado. Un segundo criterio de clasificación celular se basó en la funcionalidad para producir prostaglandinas, se encontró la misma tendencia de producción (mayor PGF2α que PGE2) que en lo reportado por Tithof (13).

Pese a que las concentraciones de siembra usadas en este trabajo fueron menores (600.000 cel/ml) a las utilizadas por Tithof (13) (1.5 x 106 cel/ml); nosotros encontramos 1.2 veces mayor producción de PGF2α (2300 pg/ml) que de PGE2 (1800 pg/ml), mientras que Tithof (13),

Figura 3. Producción de prostaglandinas por las CEEP sometidas a OT 0.1 µM, AL 1 µM+ OT 0.1 µM, 10 µM+ OT 0.1 µM y 100 µM+ OT 0.1 µM. La cuantificación de las prostaglandinas se realizó 12 (A), 24 (B) y 36 (C) horas, después de ser sometidas a los respectivos tratamientos. * Indica diferencias significativas (p<0.05) en las concentraciones de PGF2α con respecto al control, ** Indica diferencias significativas (p<0.05) en las concentraciones de PGE2 con respecto al control. (Barras sesgadas= valores superiores a 92000 pg/ml de PGF2α).

Figura 4. Producción de prostaglandinas por las CEEP sometidas a 50 ng/ml de bINT-τ, AL 1 µM+ bINT-τ 50 ng/ml, AL 10 µM+ bINT-τ 50 ng/ml y 100 µM+ bINT-τ 50 ng/ml. La cuantificación de las prostaglandinas se realizó 12 (A), 24 (B) y 36 (C) horas, después de ser sometidas a los respectivos tratamientos. * Indica diferencias significativas (p<0.05) en las concentraciones de PGF2α con respecto al control, ** Indica diferencias significativas (p<0.05) en las concentraciones de PGE2 con respecto al control. (Barras sesgadas= valores superiores a 92000 pg/ml de PGF2α).


encontró 2.0 veces mas PGF2α:110 pg/ml que PGE2:52 pg/ml (13). Sin embargo, es posible que el uso de líneas comerciales comparado con cultivos primarios sea responsable en parte de esta diferencia.

Estos resultados sugieren, que la funcionalidad evaluada como la producción de PGF2α y PGE2 en células aisladas en cultivo primario vs líneas comerciales es diferente, lo cual podría atribuirse a varios factores: 1. Las células comerciales son sometidas a procesos de criopreservación que podría modificar las rutas de señalización molecular y de esta forma la funcionalidad, 2. Estas células provienen de diferentes pasajes a partir del cultivo primario inicial, se desconoce el número de pasaje exacto de la línea comercial, y se asume una funcionalidad similar, aun cuando la dinámica de la senescencia celular no está descrita en la literatura, como tampoco su relación con la funcionalidad, 3. Las líneas comerciales no especifican el día del ciclo estral del útero del cual fue aislado el cultivo primario, lo cual podría también generar diferencias en la funcionalidad.

Cuando se analiza la funcionalidad de las CEEP en el tiempo, el comportamiento de la concentración de la PGF2α, aumentó significativamente (p<0.05), pasando de 2300 pg/ml a mas de 92.000 pg/ml a las 36 horas de cultivo sin haber sido sometidas a ningún estímulo; lo que corrobora que existe una regulación en la expresión de genes constitutivos que transcribirían para la enzima Cox1, lo que conllevaría a las células a producir PGF2α de forma permanente, esto también lo afirmó Cheng (16) y hasta la fecha no hay propuestas de rutas alternativas para la transformación del AA.

Lo anterior, pone de manifiesto que existe una reserva de sustratos para que las CEEP los transformen en araquidonato y aumenten de forma progresiva la concentración de PGF2α en el sobrenadante. Se ha comprobado para células de riñón canino que la principal reserva de sustratos son los fosfolípidos y triacilglicéridos de la membrana plasmática, y aunque para CEEP esta fuente no se ha comprobado, esto ha sido previamente hipotetizado por Meier (21).

Como este es el primer reporte de la producción de PGF2α a través del tiempo, no existen investigaciones similares con las cuales comparar. Lo más cercano es el experimento de Mann (22), quien incubó explantes uterinos que contenían tanto células epiteliales, como estromales y miometriales. En este caso no encontró aumento a través del tiempo en la concentración de PGF2α hasta las 96 horas de cultivo.

Una vez descrita la dinámica del cultivo y su funcionalidad basal en el tiempo, se probó el efecto de diferentes tratamientos sobre la producción de prostaglandinas.

AL. La acción del AL en el tiempo sobre la producción de PGF2α es claramente inhibitoria bajo las condiciones de cultivo empleadas en el presente experimento; lo que está acorde con lo reportado por Cheng (16) cuando usaron AL en el medio de cultivo de explantes endometriales. Sin embargo, lo anterior contradice lo encontrado por Mattos (10) en células endometriales aisladas donde el AL no afectó ni la síntesis ni la secreción de PGF2α, es claro que los tipos celulares y las condiciones de estudio han sido muy diferentes entre los reportes de la literatura, por lo cual se sugiere que se deben realizar experimentos bajo condiciones estandarizadas para reducir este efecto sobre las variables. En estudios realizados in vivo, al suplementar vacas de producción de leche con dietas ricas en AL, se encontró el aumento en la concentración de OT, que indujo un incremento en la concentración de PGF2α en sangre. Las diferencias encontradas entre in vivo e in vitro demuestran que los resultados no son comparables y que el AL podría tener diferentes vías metabólicas afectando la producción de prostaglandinas de forma directa o indirecta (16).

El mecanismo molecular por el cual el AL afecta la síntesis de PGF2α y PGE2, en las células endometriales no es claro, algunos estudios recientes muestran que el AL modula la expresión de algunos genes relacionados con la producción de la maquinaria enzimática involucrada en la síntesis de prostaglandinas (10, 16).

Según la hipótesis propuesta, el AL podría ser el sustrato para la producción de AA mediante su posible desaturación y elongación en el útero, lo que aumentaría las concentraciones de AA, y por tanto de la PGF2α. Sin embargo, los resultados mostraron que las CEEP suplementadas con AL disminuyeron las concentraciones de PGF2α en el sobrenadante; lo que sugiere que el AL podría modular negativamente la ruta de síntesis de la PGF2α, mediante varias rutas como: 1. el desplazamiento del AA de la membrana citoplasmática al espacio extracelular por el AL, lo que generaría, una disminución del AA libre y un aumento del AL en el citoplasma, aumentando la oxigenación y peroxidación por las ciclooxigenasas tipo 1 y 2 del AL (16, 23); 2. Hasta el momento no se ha comprobado que las CEEP puedan metabolizar el AL a AA, por lo que se generaría una acumulación de AL y AA en el espacio intracelular y por consiguiente una competencia por el sitio catalítico de las ciclooxigenasas (24); 3. La acumulación


intracitoplasmática de AL podría estar originando un bloqueo de la ruta de producción de PGF2α esto reduciría la posibilidad de que el AA fuera transformado en prostaglandinas de las serie 2 (16, 24, 25). La producción de PGE2 no se afectó con el AL lo que concuerda con lo reportado por Meier (21).

El mecanismo de acción del AL y de sus isómeros como el Ácido linoléico conjugado (ALC) involucra la activación o no de la PKC mediante la producción de phorbol 12,13 dibutirato, el cual es una molécula que tiene la capacidad de fosforilar diversos compuestos celulares como la PKC y la bomba sodio potasio ATPasa. Además, tiene la capacidad de regular la expresión génica mediante la activación directa de promotores nucleares (26). Caldari et al (17) demostraron que células endometriales bovinas sometidas a diferentes concentraciones de AL, activaron genes codificantes para la PGHS2, que es el sustrato común para las prostaglandinas de la serie 2; sin embargo, nuestros resultados sugieren que el AL regula selectivamente la expresión de genes codificantes para la ruta de producción de la PGF2α, sin afectar la ruta de producción para la PGE2.

OT. Parent (1), fue de los primeros investigadores en reportar que la suplementación de OT a CEEP, induce la síntesis y liberación de PGF2α en mayor cantidad que PGE2 hasta las 24 horas de cultivo (19), estudios posteriores de Woclawek (27) lo han corroborado. No obstante, en este trabajo la OT no tuvo efecto sobre la PGF2α pero si indujo un aumento en la concentración de PGE2, en las primeras 24 horas de cultivo (PGF2α< PGE2); este resultado también ha sido reportado por Kotani (28), en cultivo de CEEP humanas y se explica por la presencia en la superficie celular de la enzima oxitocinasa que metaboliza la OT inhibiendo su ruta de acción y favoreciendo la síntesis de PGE2 (29). Sin embargo, a las 36 horas se presentó un cambió en la concentración y proporción de la PGF2α en el sobrenadante (PGF2α> PGE2). Este aumento posiblemente se deba a que la enzima oxitocinasa se libera al medio de cultivo inactivándose, o a un cambio inducido por el medio sobre la maquinaria enzimática a través del tiempo, la cual podría aumentar la expresión de la PGFS y disminuir la PGES como lo hipotetizó Murakami (18).

A las 12 horas el AL 100 µM junto con la OT aumentan, la concentración de la PGF2α y PGE2 en el sobrenadante, lo que sugiere un efecto dosis dependiente, el cual posiblemente se deba a una tasa mayor de reemplazo del AA por el AL en la membrana celular, incrementando la posibilidad de síntesis de ambas prostaglandinas como lo hipotetiza Cheng (16). La OT no modifica el

efecto inhibitorio del AL sobre la producción de PGF2α a las 24 horas de cultivo, lo que demuestra mayor efecto biológico del AL comparado con la OT.

Estos resultados muestran que el efecto biológico del AL depende de varios factores internos y externos como la concentración del mismo, las condiciones de cultivo, el tiempo y posiblemente el metabolismo celular. Se sugieren estudios posteriores usando otras concentraciones intermedias que permitan demostrar un efecto de umbral de acción del AL en bajas y altas concentraciones o diferentes concentraciones de oxitocina.

Dado que los resultados reportados en la literatura son controversiales, se evidencia la necesidad de profundizar en el efecto de la oxitocina y la expresión de sus receptores en las CEEP.

bINT-τ. El bINT-τ juega un papel importante durante el reconocimiento materno-embrionario, para evitar la pérdida de función del CL mediada por las prostaglandinas especialmente la PGF2α; la ruta más aceptada es que el bINT-τ modula la transcripción del OTr evitando la ruta de acción de la oxitocina y de esta forma reduciendo la producción de prostaglandinas. Sin embargo, Parent (1) propuso que el bINT-τ por si sólo es capaz de influir directamente sobre la producción de prostaglandinas modulando la expresión de genes inducibles como el de Cox2 y las fosfolipasas tipo 2.

Los resultados de este trabajo muestran que el bINT-τ por si sólo no estimuló ni inhibió las células para la producción de PGF2α ni a las 12 ni a las 36 horas; lo que concuerda con lo reportado por Tithof (13). Este hallazgo se podría explicar según lo propuesto por Roberts (30), quien describió una pérdida del efecto hormonal del bINT-τ en el medio de cultivo a través del tiempo. Sin embargo, sólo a las 24 horas el bINT-τ redujo significativamente (p<0.05) la concentración de PGF2α, lo que coincide con la hipótesis de Parent (1), quien propuso que el bINT-τ previene la síntesis y liberación pulsátil de la PGF2α. A la luz de los hallazgos de este trabajo, se podría pensar que durante las primeras 12 horas no se evidencia activación de la ruta celular desencadenada por el bINT-τ por el tiempo que requeriría la activación de la ruta completa. Los efectos del bINT-τ se verían reflejados a las 24 horas, tiempo durante el cual redujo la concentración de PGF2α en el medio de cultivo, a las 36 horas aparentemente el bINT-τ, perdió la capacidad de afectar la ruta de producción de la PGF2α posiblemente a que el mismo pudo haber sufrido procesos de inactivación o metabolismo.


La ruta activada por el bINT-τ pareciera ser diferencial para ambas prostaglandinas, ya que no hubo efecto en el tiempo sobre la producción de PGE2, esto contradice lo descrito por Parent (1), quien encontró un efecto positivo al suplementar las células con bINT-τ.

Aun cuando de forma independiente ni la OT ni el bIFNτ favorecen la síntesis de PGF2α, en este estudio se encontró un efecto sinérgico entre bIFNτ y OT que favorece la síntesis de PGF2α a las 12 horas posterior a la suplementación, hallazgos que contradicen lo encontrado por Tithof (13), quienes observaron que el bIFNτ disminuye el efecto estimulante de la OT sobre la producción de PGF2α en la CEEP. Este efecto se pierde a las 24 horas donde el bIFNτ y la OT afectaron negativamente la concentración de la PGF2α en el sobrenadante posiblemente por una pérdida del efecto biológico del bIFNτ y a las 36 donde la interacción no la modificó (30).

El bIFNτ bloquea el efecto estimulante de la OT sobre la producción de PGE2 a las 24 y 36 horas del cultivo, esto concuerda con lo reportado por Tithof (13), donde la interacción no afectó la concentración de PGE2 en el sobrenadante; sin embargo, a las 12 horas no se presentó el efecto inhibitorio de las 24 y 36 y la concentración de la PGE2 fue mayor, posiblemente por una regulación negativa, inducida por el bIFNτ y la OT sobre la expresión de algunos genes relacionados con la síntesis de esta (27).

Al evaluar la respuesta de la interacción del bIFNτ y el AL a las 12 y 24 horas, se evidencia el mismo resultado que cuando se evalúo el efecto del AL

de forma individual, lo cual muestra que no hay efecto del bIFNτ en presencia del AL sobre la producción de PGF2α; esta acción posiblemente se deba a la disminución del AA libre por el desplazamiento ejercido por el AL, efecto que podría no modular el bIFNτ. Esta respuesta se mantuvo hasta las 36 horas, donde el efecto inhibitorio del AL sobre la producción de PGF2α se pierde, a excepción de cuando se suplementaron con AL 1 µM, concentración que continúa disminuyéndola lo que contradice lo encontrado por Mattos (10). Este efecto del AL 1 µM podría explicarse por algún posible mecanismo de autorregulación donde el AL se mantiene activo mientras no supere un cierto umbral de concentración, en cambio, el efecto se bloquea al superar el umbral; de esta forma la concentración 1 µM siempre bloquea la producción de prostaglandinas mientras que 10 µM y 100 µM no tuvieron efecto conjunto con el bIFNτ.

En conclusión las CEEP bajo condiciones controladas, producen cantidades ascendentes de PGF2α en el tiempo, superando los 92.000 pg/ml a las 36 horas de cultivo. La concentración de la PGF2α y PGE2 en el sobrenadante, depende de: el tipo de cultivo celular, la concentración inicial de siembra, de la viabilidad y funcionalidad celular. El AL regula negativamente la síntesis de la PGF2α y modula los efectos del bIFNτ y OT para la producción de prostaglandinas en cultivo primario de CEEP, adicionalmente el AL no afecta la síntesis y secreción de la PGE2.

Agradecimientos.

Colciencias: financiación Joven Investigador Contrato 2008-1312008, Convenio Universidad San Martín-Universidad de Antioquia.

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RESUMEN

Objetivo. Analizar los proyectos del sector agropecuario financiados por Colciencias durante el año 2010. Materiales y métodos. Se utilizó la base de datos de registro de proyectos correspondientes al Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuarias para identificar las propuestas presentadas, elegibles y financiadas de las convocatorias del año 2010. Los proyectos se clasificaron con base en la nomenclatura Internacional de la UNESCO para los campos de la ciencia y la tecnología. Se identificó la convocatoria, campos, disciplinas, rama productiva, entidades participantes, departamento de ejecución y montos financiados. Resultados. Durante el año 2010 Colciencias recibió un total de 4.725 propuestas para financiación, de éstas, 790 correspondieron al Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuaria. Las disciplinas de los proyectos financiados, fueron en su mayoría pertenecientes al subsector agrícola, seguido por el pecuario y el agroindustrial. Las universidades públicas fueron el tipo de entidad ejecutora al que se le financió un mayor número de proyectos. Los departamentos en los cuales se ejecutó la mayoría de las propuestas financiadas fueron Antioquia, Cundinamarca, Boyacá y Tolima. Conclusiones. El Programa Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación Agropecuaria recibió el 16.7% del total de proyectos recibidos por Colciencias en sus convocatorias del año 2010. El mayor número de proyectos recibidos, elegibles y financiables fueron del subsector agrícola y estuvieron presentados y ejecutados por universidades públicas. La inversión total de Colciencias en proyectos del sector agropecuario fue de $32.923.594.000 con un aporte de contrapartida de $33.225.740.000.

Palabras clave: Ciencia, innovación científica, proyecto de investigación, tecnología (Fuente: CAB).

Análisis de los proyectos del sector agropecuario financiados por Colciencias durante el año 2010

Analysis of agricultural projects funded by Colciencias during 2010

Edison Suárez O,1 M.Sc, Mónica Baquero P,1* M.Sc.

1Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación – Colciencias. Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuaria. Carrera 7 B Bis # 132 – 28. Bogotá, Colombia. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Abril de 2012; Aceptado: Enero de 2013.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3569-3576, 2013.

ORIGINAL


ABSTRACT

Objective. Identify and analyze the science, technology and innovation projects of the agricultural and livestock sector, funded by Colciencias during 2010. Materials and methods. The registration database of Colciencias was used to identify eligible and funded project proposals by the National Program of Agricultural Science, Technology and Innovation among 2010 calls. The projects were classified based on the UNESCO International nomenclature for the fields of science and technology. The variables identified for each project were: number of the call, field, discipline, subdiscipline, productive chain, participating institutions and execution department. Results. In 2010 Colciencias received a total of 4,725 research proposals for funding, of these the National Program of Agricultural Science, Technology and Innovation received 790 projects. The disciplines of the projects financed were mostly from the agricultural subsector, followed by livestock and agribusiness. Public universities were the type of entity that received most of the funding for research projects. The departments that received most of the funding from Colciencias were Antioquia, Cundinamarca, Boyaca and Tolima. Conclusions. The National Program of Agricultural Science, Technology and Innovation received 16.7% of all projects received by Colciencias calls in 2010. Most of the projects submitted, eligible and funded were from the agricultural subsector. Most of these projects were presented and implemented by public universities. Total investment of Colciencias to fund the agricultural sector was $32,923,594 with a matching contribution of $33.225.740, 50.2% of total project value.

Key words: Research project, science, scientific innovation, technology (Source: CAB).

INTRODUCCIÓN

El Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación – Colciencias fue creado a partir de la Ley 1286 de 2009. Con esta ley se buscó transformar al Instituto Colombiano para el Desarrollo de la Ciencia y la Tecnología “Francisco José de Caldas” – Colciencias para fortalecer el Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SNCTI) y a Colciencias para que la ciencia, la tecnología y la innovación fueran la base del modelo productivo. La agregación de valor a los productos y servicios de la economía nacional y el desarrollo productivo de una nueva industria nacional fueron el fin último de los cambios propuestos en esta ley (1).

Los Programas Nacionales de Ciencia y Tecnología fueron creados con el Decreto 585 de 1991 (2), y en el año 2010, con la Resolución 2040, algunos Programas Nacionales cambiaron su nombre y adicionalmente se creó uno nuevo. En la actualidad existen 12 Programas Nacionales en Colciencias: Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación en Salud, Programa Nacional de Ciencias Básicas, Programa Nacional de Investigaciones en Energía y Minería, Programa Nacional de Ciencias, Tecnologías e Innovación en Áreas Sociales y Humanas, Programa Nacional de Electrónica, Telecomunicaciones e Informática, Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación del Mar y de los Recursos

Hidrobiológicos, Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación en Educación, Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación en Ambiente, Biodiversidad y Hábitat, Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuarias, Programa Nacional de Biotecnología, Programa Nacional de Desarrollo Tecnológico e Innovación Industrial y Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación en Seguridad y Defensa (3).

Actualmente Colciencias es el organismo rector del SNCTI y su función está orientada hacia la promoción de una cultura basada en la generación, la apropiación y la divulgación del conocimiento y la investigación científica, la innovación y el aprendizaje permanente para articular y enriquecer la investigación, el desarrollo científico, tecnológico y la innovación con el sector privado, en especial el sector productivo (1). Las convocatorias públicas son una de las herramientas que ofrece Colciencias con la finalidad de lograr sus objetivos. Cada convocatoria corresponde a un tipo de apoyo particular que busca movilizar recursos de cofinanciación de proyectos en actividades de ciencia, tecnología e innovación.

Durante el año 2010 Colciencias abrió un total de 21 convocatorias. Seis de ellas tuvieron propuestas específicas presentadas al Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación

3571

Agropecuarias. Sin embargo, este Programa Nacional no recibió propuestas provenientes de las 27 convocatorias que abrió Colciencias durante el año 2011.

Debido a que se desconocen las líneas temáticas que actualmente están siendo financiadas por Colciencias en el sector Agropecuario, el objetivo de esta investigación fue identificar y analizar los proyectos del sector agropecuario presentados a las convocatorias del año 2010 financiados por Colciencias.


Convocatorias. Con ayuda del Sistema Integral de Gestión de Documentos – SIGP, utilizado en Colciencias, se identificaron las convocatorias publicadas durante el año 2010. Adicionalmente se utilizó la base de datos de registro de proyectos con el fin de conocer las propuestas presentadas, elegibles (aprobadas con posibilidad de financiación) y financiadas por Colciencias correspondientes a las convocatorias del año 2010. Se identificaron los proyectos correspondientes al Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuaria.

Campo y disciplina. Se hizo una clasificación de los proyectos con base en la nomenclatura Internacional de la UNESCO para los campos de la ciencia y la tecnología. Esta clasificación consiste en codificar las tecnologías por campos, disciplinas y subdisciplinas (4). Se buscó establecer el carácter disciplinar específico de cada uno de los proyectos.

Ramas productivas. Con base en el título y los objetivos de los proyectos identificados, se determinó la rama productiva que se beneficiaría con los resultados de la propuesta.

Entidad ejecutora. Se empleó la caracterización de las entidades determinada por Colciencias para identificar el tipo de entidad ejecutora de cada uno de los proyectos identificados.

Departamento de ejecución. Se revisó la ficha de cada uno de los proyectos financiados con el fin de identificar el departamento de ejecución indicado por el investigador principal del proyecto en el momento de enviar la propuesta a evaluación.

Presupuestos. Se empleó la ficha de los proyectos para identificar el presupuesto solicitado a Colciencias como financiación, y la contrapartida total de las entidades involucradas en el proyecto. Esta información fue introducida

por el investigador principal en la propuesta evaluada.

Análisis de datos. Los datos obtenidos, una vez se obtuvo la información relacionada con las variables anteriormente mencionadas, fueron analizados utilizando Ms Excel®.

RESULTADOS

Convocatorias. Durante el año 2010, Colciencias abrió 21 convocatorias públicas para financiar proyectos en Ciencia, Tecnología e Innovación en los diferentes sectores de la economía del país. Al Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuarias se presentaron un total de 797 propuestas distribuidas en seis Convocatorias. La tabla 1 resume el número y el objeto de la Convocatorias, así como el número de propuestas recibidas por Colciencias para todos los Programas Nacionales de Ciencia, Tecnología e Innovación. La figura 1 indica el

Figura 1. Número de propuestas asignadas, elegibles y financiables del Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuaria, 2010 por convocatoria.

160116

65

4 4

Asignadas 23 59 116Elegibles 52 73Financiables 41 49

050

100150200250300350400450500

Núm

ero

de p

roye

ctos

Convocatoria3

9

2

166 478502 503 508 515 517 521

Tabla 1. Número de propuestas recibidas por Colciencias en Convocatorias 2010.

Convocatoria Propuestas recibidas

502: Conformar un banco de programas estratégicos y proyectos de investigación, desarrollo tecnológico e innovación, en la modalidad de cofinanciación.

500

503: Conformar un banco de anteproyectos de investigación científica o tecnológica. 3324

508: Conformar un banco de proyectos elegibles de apoyo a la estandarización y acreditación de pruebas y calibraciones de laboratorios - Estrategia de transformación productiva mediante la innovación y el desarrollo tecnológico.

84

515: Conformar un banco de proyectos elegibles sobre misiones tecnológicas. 25

517: Conformar un banco de proyectos elegibles de investigación, desarrollo tecnológico e innovación, para ser financiados en la modalidad de crédito Bancoldex - Colciencias con incentivo a la innovación.

90

521: Constituir un banco de proyectos de investigación científica o tecnológica a partir de las recomendaciones de los Consejos de los Programas Nacionales de Ciencia, Tecnología e Innovación; apoyar la consolidación de las capacidades nacionales en Ciencia, Tecnología e Innovación; y financiar proyectos de investigación que contribuyan a la generación de conocimiento científico y tecnológico para el desarrollo económico y social del país.

702

Suárez - Análisis de proyectos sector agropecuario financiados por Colciencias


número de propuestas asignadas, elegibles y financiables del Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuaria.

Campo y disciplina. Las temáticas de las propuestas financiables recibidas por el Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuarias, fueron clasificadas de acuerdo con el subsector. La figura 2 indica el porcentaje de propuestas en ejecución (financiadas) por convocatoria clasificadas por subsector. Adicionalmente, la tabla 2 muestra el porcentaje de disciplinas por cada subsector, de acuerdo con la nomenclatura internacional de la UNESCO para los campos de ciencia y tecnología.

Tabla 2. Porcentaje disciplinas de proyectos en ejecución por subsector por convocatoria, 2010.Subsector Disciplina 502 508 515 517 521

Agrícola Agronomía 25.00% 0.00% 0.00% 0.00% 32.00%

Biología Vegetal 4.16% 0.00% 0.00% 0.00% 16.00%

Ciencia Forestal 20.84% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

Entomología 4.16% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

Fitopatología 33.34% 100.00% 0.00% 0.00% 48.00%

Horticultura 12.50% 0.00% 100.00% 0.00% 4.00%

Pecuario Ciencias veterinarias 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 25.00%

Ingeniería y tecnología del medio ambiente 0.00% 33.33% 0.00% 0.00% 6.25%

Peces y fauna silvestre 11.11% 0.00% 0.00% 0.00% 12.50%

Producción animal 88.89% 66.67% 100.00% 0.00% 56.25%

Agroindustrial Economía sectorial 12.50% 0.00% 100.00% 0.00% 0.00%

Tecnología de los alimentos 87.50% 100.00% 0.00% 100.00% 100.00%

Otros Ciencias económicas, microbiología, ciencia política 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 100.00%

especializada, un proyecto en ganadería de doble propósito y un proyecto en búfalos. Se agruparon como “otros” aquellos proyectos cuyas especies de interés fueron equinos, ovinos, porcinos y roedores.

En cuanto al sector agroindustrial, se identificaron siete ramas productivas (Figura 5) objeto de los 17 proyectos en ejecución de las convocatorias 502, 508, 515, 517 y 521.

Figura 2. Porcentaje de propuestas en ejecución por convocatoria clasificadas por subsector, 2010.

AGRÍCOLAPECUARIOAGROINDUSTRIALOTROS

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

Porc

enta

je

Convocatoria

50224980

5081310

5151110

5170020

521251653

Ramas productivas. La figura 3 muestra las 24 ramas productivas identificadas en los 51 proyectos del subsector agrícola que actualmente se encuentran ejecución. Estos proyectos corresponden a los financiables de las convocatorias 502, 508, 515, 517 y 521.

Por otra parte, se determinó la especie de interés en los 29 proyectos identificados del subsector pecuario de las convocatorias 502, 508, 515, 517 y 521 (Figura 4). Cabe resaltar que únicamente seis proyectos de bovinos especificaron el sistema de producción del proyecto. En este sentido, se identificaron cuatro proyectos en lechería

Figura 3. Número de proyectos por rama productiva identificada en los 51 proyectos del subsector agrícola.*Proyectos cuyo objeto involucra más de una rama productiva de las identificadas (ejemplo fríjol y maíz).

0

1

2

3

4

5

6

Cauc

hoAg

uaca

teTo

mat

eCí

tric

osM

aíz

Caca

oFr

íjol

Palm

a de

ace

iteU

chuv

aAr

raca

cha

Arve

jaBa

nano Ca

féCa

ña d

e az

úcar

Cebo

llaCo

coTe

caGu

adua

Papa

Plát

ano

Yuca

Núm

ero

de p

roye

ctos

Figura 4. Especie de interés en los 29 proyectos identificados del subsector pecuario.*Proyectos en los que hay más de una rama productiva involucrada de las identificadas (ejemplo, porcinos y bovinos).

0

2

4

6

8

10

12

14

BovinosA bejasP eces Aves Porcinos Otros

Núm

ero

de p

roye

ctos

Especie

3573

Entidad ejecutora. Adicionalmente, se hizo un análisis del tipo de entidad ejecutora tanto de los proyectos declarados elegibles, como los financiados en las convocatorias 502, 508, 515, 517 y 521.

En la figura 6 se muestran el número de proyectos elegibles de acuerdo al tipo de entidad ejecutora.

Departamento de ejecución. En la figura 8 se muestra el porcentaje de departamentos en los que se están ejecutando los proyectos financiados en las convocatorias 502, 508, 515, 517 y 521. Los proyectos ejecutados en más de un departamento perteneciente a la misma región geográfica, fueron contabilizados una vez en cada uno de ellos. Adicionalmente, se consideró que un proyecto que tiene varios departamentos involucrados pertenecientes a más de dos regiones geográficas, se clasificara como de un nivel de ejecución nacional.

Presupuestos. Finalmente, Colciencias financió proyectos asignados al Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuaria por valor de $32.923.594.000 en sus convocatorias 502, 508, 515, 517 y 521.

Figura 5. Ramas productivas de los proyectos en ejecución del sector agroindustrial.*Proyectos en los que hay más de una rama productiva involucrada (ejemplo, panela y caña de azúcar).

00,5

11,5

22,5

33,5

4N

úmer

o de

pro

yect

os

Figura 6. Porcentaje de proyectos elegibles clasificados por el tipo de entidad ejecutora.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

5025 08 5155 17 521

Empresa privada

Universidad pública

Universidad privada

Organización internacional

Centro regional del

Centro de desarrollo tecnológico

CENI

La figura 7 indica el número de proyectos en ejecución clasificados por el tipo de entidad ejecutora.

Figura 7. Número de proyectos en ejecución clasificados por el tipo de entidad ejecutora.

05 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Universidad pública

CENI

Universidad privada

Organización internacional

Empresa privada

Centro de desarrollo tecnológico

Número de proyectos

Figura 8. Número de proyectos ejecutados por departamento.*Proyectos ejecutados en varios departamentos pertenecientes a más de dos regiones.



La tabla 3 especifica los montos financiados, de contrapartidas y totales por cada una de las convocatorias.

pruebas en los laboratorios de las universidades y Centros de Investigación y Desarrollo Tecnológico del país. Finalmente, la convocatoria 515 trató de establecer una alianza entre empresas y centros o universidades, para la realización de misiones tecnológicas con el objetivo de identificar fuentes y oportunidades para transferencia de tecnología y modalidades de cooperación empresarial orientadas a la innovación.

El análisis de los proyectos, mostró que de las 4.725 propuestas recibidas en Colciencias, el 70.3% correspondió a los anteproyectos de investigación de la convocatoria 503, base para la formulación de los proyectos presentados a la convocatoria 521, que tal y como se muestra en los resultados, fue la convocatoria que recibió la mayor cantidad de proyectos (14.8%). Teniendo en cuenta que la convocatoria 502 recibió 500 proyectos, se evidenció que existe una mayor dinámica en las propuestas de investigación, Desarrollo e Innovación, que en las iniciativas relacionadas con el fortalecimiento de capacidades a través de la cofinanciación de pruebas de laboratorio y de misiones tecnológicas.

Con relación a los proyectos presentados y financiados por Colciencias en el ámbito del Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuarias, se observó un comportamiento similar siendo la convocatoria de anteproyectos de investigación (503) la que tuvo un mayor número de propuestas recibidas, seguida por el mecanismo de cofinanciación (502) y en tercer lugar la convocatoria 521 que como ya se explicó, se basó en los anteproyectos elegibles. Es importante mencionar que en el Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuarias se recibieron el 33.2% de los proyectos en la convocatoria 502, el 15.1% de los anteproyectos de investigación (503) y el 16.5% de los proyectos en la convocatoria 521, un número muy importante, teniendo en cuenta que esta convocatoria se dirigió únicamente a 10 Programas Nacionales de Ciencia y Tecnología.

De los 12 Programas Nacionales, el Programa Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación Agropecuaria recibió el 16.7% de los proyectos. Este resultado indica que los grupos de investigación que tienen como eje de trabajo la ciencia y la tecnología agropecuaria, presentan una dinámica importante con relación a los grupos de otros ámbitos científicos y tecnológicos. Sin embargo, según el Observatorio Colombiano de Ciencia y Tecnología (OCyT) para el año 2010 se identificó un total de 4.074 grupos de investigación activos clasificados por Colciencias; de los cuales el 5.25% (214 grupos)

Tabla 3. Montos financiados, de contrapartidas y totales por cada una de las convocatorias en miles de pesos, 2010.

Convocatoria Financiado % Contrapartida % Total

502 21.466.726 65.20 22.300.698 67.12 43.767.424

508 422.700 1.28 383.371 1.15 806.071

515 258.725 0.79 133.351 0.40 392.076

517 1.919.942 5.83 1.383.043 4.16 3.302.985

521 8.855.500 29.90 9.025.276 27.16 17.880.777

Total 32.923.594 100 33.225.740 100 66.149.334

DISCUSIÓN

El SNCTI, cuenta con una serie de instrumentos para el fomento de la ciencia, la tecnología y la innovación, que pretenden desarrollar estrategias de apoyo formuladas en la política pública. Dichos recursos son adjudicados a través de convocatorias públicas, fundamentadas en la evaluación por pares y la revisión y recomendación de los Consejos de los Programas Nacionales de Ciencia y Tecnología (5).

Dentro de las estrategias de apoyo, el SNCTI cuenta entre otras con el apoyo a la formación avanzada de investigadores, la consolidación de capacidades para CTI, la promoción de la transformación productiva mediante la incorporación de conocimiento, la consolidación de la institucionalidad del Sistema y el fomento a la apropiación social de la ciencia, la tecnología y la innovación en la sociedad colombiana. Cada una de estas estrategias, cuenta con un tipo o tipos particulares de apoyo, formalizados a través de convocatorias. Entre las estrategias de las convocatorias de los proyectos analizados, existen aquellas dirigidas al fortalecimiento de la productividad y la competitividad de las empresas a través del desarrollo de proyectos de investigación, desarrollo e innovación de manera articulada entre sectores productivos y académicos e investigativos (convocatoria 502). De manera individual por parte de la empresas mediante un crédito con incentivo a la innovación (convocatoria 517). Además de convocatorias orientadas a la generación de conocimiento científico o tecnológico para el desarrollo económico y social, dirigida a grupos de investigación de diferentes instituciones (Convocatorias 503 y 521).

Por otra parte, la convocatoria 508 trató de apoyar la estandarización y acreditación de

3575

correspondieron al Programa Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Agropecuaria (6). Se recomienda realizar un trabajo minucioso basado en los grupos de investigación adscritos a los 12 Programas Nacionales cuyo fin sea correlacionar las propuestas financiadas con los ejes de trabajo de los grupos de investigación.

Con relación a los proyectos considerados elegibles, el mayor porcentaje se identificó en las propuestas presentadas a la convocatoria 515 (acreditación de laboratorios) en la que de cinco proyectos se consideraron elegibles cuatro, es decir, el 80%, seguido por la convocatoria 521 (proyectos de investigación) en la que fueron elegibles el 63% de los proyectos. La convocatoria 502 (cofinanciación) tuvo un porcentaje de elegibilidad del 31.3%. Es importante mencionar que el porcentaje de proyectos financiables, sólo llegó al 42.2% en la convocatoria 521 (monto financiado $8.855.500.343) y al 25% en la convocatoria 502 (monto financiado $21.466.726.206), la cual demuestra, que los recursos existentes para financiar proyectos en ciencia, tecnología e innovación agropecuaria, son insuficientes para atender la demanda de proyectos que cumplen con los criterios de elegibilidad en cada uno de los instrumentos de fomento analizados.

Con respecto a los subsectores beneficiados con proyectos financiados en estas convocatorias, los resultados muestran que los proyectos de índole agrícola, tuvieron un mayor porcentaje de recursos aportados, con el 58.5% de los proyectos financiados en la convocatoria 502 y el 51% en la convocatoria 521, llama la atención el hecho de que el 100% (dos proyectos) de los financiados en la convocatoria 517 son del ámbito agroindustrial.

El subsector pecuario presentó un comportamiento promisorio con el 22% financiado en 502 y el 32.6% en 521, frente al 19.5 y 10.2% respectivamente en el ámbito agroindustrial.

En la convocatoria 502, las disciplinas según la nomenclatura Internacional de la UNESCO, con mayor porcentaje de proyectos financiados fueron en el subsector agrícola, la fitopatología con 33.3%, la agronomía con 25% y las ciencias forestales con el 20.8%. En el subsector pecuario, la mayor proporción de financiación la tuvieron los proyectos relacionados con la producción animal (88.9%) y en agroindustria la tecnología de los alimentos (87.5%).

La convocatoria 521 presentó un comportamiento similar, aunque no se financiaron proyectos en ciencias forestales y por el contrario, el 25%

de los proyectos financiados en el subsector pecuario correspondieron a ciencias veterinarias. En el tema agroindustrial, en esta convocatoria el 100% de los proyectos financiados correspondió a tecnología de los alimentos.

Las ramas productivas principales identificadas en las cuales se aprobaron proyectos de las diferentes convocatorias, son el en sector agrícola las de aguacate, aromáticas, caucho, cítricos, maíz y tomate, se debe destacar 6 proyectos financiados en la categoría múltiple, la cual se refiere a proyectos en los que hay más de una cadena productiva involucrada.

En el subsector pecuario se determinó que las especies de interés con mayor cantidad de proyectos financiados fueron los bovinos con 14 proyectos, seguido de las abejas con cuatro y los peces con tres proyectos. Hay que mencionar que se financiaron tres proyectos de carácter múltiple, es decir en los cuales está más de una especie involucrada (bovinos/porcinos, bovinos/ovinos y caprinos/ovinos).

En el ámbito agroindustrial, las ramas productivas con mayor presencia en las propuestas financiadas fueron el café y el cacao. Cabe resaltar que en esta categoría se financiaron tres proyectos catalogados como múltiples (fríjol/arveja, arroz/café/aguacate y maíz/fríjol) y dos como otros (pasifloras y caucho).

Las entidades ejecutoras principales fueron las universidades públicas con 50% (convocatorias 502, 508 y 521) de los proyectos financiados por el Programa Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación Agropecuaria, seguidas por los centros de investigación con el 28% y los CENI (Centros de investigación y desarrollo adscritos a gremios de la producción agropecuaria) con el 7%.

Los departamentos en los cuales se ejecutó la mayor parte de las propuestas financiadas fueron Antioquia 16%, Cundinamarca 12%, Boyacá y Tolima 8%, seguidos con una menor participación de Santander y Bogotá con 6.5% y 5.2% respectivamente. Cabe mencionar que los proyectos considerados de ejecución nacional (más de dos regiones geográficas) alcanzaron el 6.5%. Lo anterior muestra una participación especial de departamentos que se han caracterizado por sus bajas capacidades científicas, tecnológicas y de innovación, dado que según el Documento Conpes 3582 de 2009, las mayores capacidades en cuanto a grupos de investigación y centros de desarrollo tecnológico, se concentran en Bogotá y Antioquia (7).



El valor financiado por Colciencias para los proyectos presentados y declarados elegibles en el Programa Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación Agropecuaria en las convocatorias del año 2010 fue de $32.923.594.000 con un aporte de contrapartida de $33.225.740.000 correspondiente al 50.2% del valor total de los proyectos. De este monto, el 65.2% fue aportado por Colciencias para la convocatoria 502, seguido del 26.8% para la convocatoria 521.

En conclusión, durante el año 2010 el Programa Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación Agropecuaria recibió 790 proyectos (16.7% del total de proyectos recibidos por Colciencias en sus convocatorias del año 2010). La mayor parte de los proyectos financiados del subsector

agrícola involucró más de una rama productiva, mientras que los bovinos y el café fueron las ramas productivas con un mayor número de proyectos financiados para los subsectores pecuario y agroindustrial, respectivamente. El mayor número de proyectos recibidos, elegibles y financiables fueron del subsector agrícola y estuvieron presentados y ejecutados por universidades públicas. Los departamentos que recibieron mayor financiación de los proyectos aprobados fueron: Antioquia, Cundinamarca, Boyacá y Tolima. Finalmente, el sector agropecuario se benefició con una inversión total de $ 66.149.334.000 para proyectos de ciencia, tecnología e innovación; de este valor Colciencias financió el 49.8%.

REFERENCIAS

1. Ley 1286 de 23 de enero de 2009, por la cual se modifica la Ley 29 de 1990, se transforma a Colciencias en Departamento Administrativo, se fortalece el Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación en Colombia y se dictan otras disposiciones. Bogotá, Colombia: Diario Oficial (47241); 2009.

2. Decreto 585 de 26 de febrero de 1991, por el cual se crea el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, se reorganiza el Instituto Colombiano para el Desarrollo de la Ciencia y la Tecnología-Colciencias- y se dictan otras disposiciones. Bogotá, Colombia: Diario Oficial (39702); 1991.

3. Resolución 2040 de Colciencias, de 29 de diciembre de 2010, por la cual se establece la nueva denominación y composición de los Consejos de los Programas Nacionales de Ciencia, Tecnología e Innovación, se crea un nuevo programa y se dictan otras disposiciones. Bogotá, Colombia: Colciencias; 2010. URL Disponible en: http://www.colciencias.gov.co/sites/default/files/upload/reglamentacion/res_02040-2010___denominacion__y__composicion__de__ los__consejos.pdf

4. Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura. Proyecto de Nomenclatura Internacional Normalizada Relativa a la Ciencia y la Tecnología. Paris: UNESCO, 1989 URL Disponible en: http://unesdoc.unesco.org/images/0008/ 000829/082946sb.pdf

5. Instituto Colombiano para el Desarrollo de la Ciencia y la Tecnología “Francisco José de Caldas” - Colciencias. Colombia construye y siembra futuro. Política Nacional de Fomento a la Investigación y la Innovación. Bogotá, Colombia: Panamericana Formas e Impresos S.A; 2008.

6. Salazar M. Indicadores de ciencia y tecnología, Colombia 2011. Bogotá: Observatorio Nacional de Ciencia y Tecnología (OCyT); 2011.

7. Documento Conpes 3582 de 2009. Política Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación. Bogotá, Colombia: Departamento Nacional de Planeación; 2009. URL Disponible http://www.dnp.gov.co/Portals/0/archivos/documentos/Subdireccion/Conpes/3582.pdf

3577

RESUMEN

Tradicionalmente, los perros con testículos retenidos abdominales son remitidos para orquiectomía a través de laparotomía media ventral o paraprepucial. Sin embargo, las técnicas mínimamente invasivas realizadas a través de equipos endoscópicos, son una alternativa excelente para efectuar el procedimiento, debido a las ventajas en la reducción del trauma tisular y un menor dolor posoperatorio, además de la reducción de complicaciones posquirúrgicas entre otras ventajas. A continuación se presentan dos casos de pacientes caninos criptórquidos intervenidos quirúrgicamente mediante laparoscopia, para la extracción de los testículos retenidos en las que además se utilizó un bisturí ultrasónico. En Colombia, el desarrollo de las técnicas endoscópicas en cirugía de pequeños animales aún se encuentra muy limitado, y probablemente esta sea la primera publicación en el país acerca del uso de laparoscopia en casos de orquiectomía en pacientes con testículos retenidos en la cavidad abdominal.

Palabras clave: Criptorquidismo, laparoscopia, perro (Fuente: CAB).

ABSTRACT

Traditionally, dogs with abdominally retained testicles are submitted to orchiectomy throughout a ventral midline or parapreputial laparotomy. However, minimally invasive techniques performed using endoscopic equipment are an excellent alternative for the abdominal procedure, because of the advantages in tissular trauma reduction, less postoperative pain and reduction in complications among other advantages. Two cases of abdominal cryptorchidectomy performed using minimally invasive techniques and ultrasonic scalpel in dogs, are presented in this report. In Colombia, the development of minimally invasive techniques in small animal surgery is still very limited, and this is possibly the first publication in the country regarding the use of this technique in two cases of abdominal cryptorchidism in dogs.

Key words: Cryptorchidism, dog, laparoscopy (Source: CAB).

Criptorquidectomía laparoscópica en dos perros utilizando bisturí ultrasónico

Laparoscopic cryptorchidectomy in two dogs using ultrasonic scalpel

Carlos Hernández L,1* M.Sc.

1Universidad CES, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Grupo de Investigación INCA-CES. Medellín, Colombia. *Correspondencia: [email protected]

Recibido: Enero de 2012; Aceptado: Diciembre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3577-3584, 2013.

CASO CLÍNICO


INTRODUCCIÓN

El criptorquidismo es un defecto congénito común del tracto reproductivo de los perros (1,2), y se reconoce como una condición heredada. A pesar de no existir suficientes datos sobre la ocurrencia de la alteración en el país, en la práctica clínica es usual encontrarla. También se conoce que los testículos retenidos tienen mayor riesgo de desarrollar neoplasias y presentar torsión (especialmente en los testículos neoplásicos) (3,4). Debido a las implicaciones clínicas y la heredabilidad de la condición, se recomienda orquiectomía.

Es habitual que los pacientes con los testículos en el abdomen, se sometan a orquiectomía mediante laparotomía media ventral o paraprepucial (1,5). Las técnicas quirúrgicas de mínima invasión son una alternativa adecuada para la realización de este procedimiento, debido a la reducción del trauma tisular y un menor dolor postoperatorio, además de la disminución en las complicaciones entre otras ventajas.

En Colombia y en general en todo el mundo, el desarrollo de las técnicas de mínima invasión todavía se encuentra muy limitado en cirugía de pequeños animales; sin embargo, el número de publicaciones al respecto se han multiplicado en los últimos años. Actualmente la disponibilidad de equipos en universidades y el interés de algunos veterinarios en desarrollar estos métodos, han permitido que el país incursione en el campo de la cirugía endoscópica en pequeños y grandes animales. A continuación se presentan dos casos de criptorquidectomía abdominal realizada mediante el uso de laparoscopia; se describen las técnicas empleadas, el manejo postoperatorio y las complicaciones manifestadas.

Casos clínicos

Dos perros criptórquidos se remitieron al servicio quirúrgico del Centro de Veterinaria y Zootecnia de la Universidad CES (Envigado, Colombia), para realizar orquiectomía. El primero de los pacientes, se trató de un Schnauzer Miniatura de 10 meses de edad y 4.7 kg de peso y el segundo paciente era un cruce poco común de Labrador y Pug, de 5 años de edad y un peso de 30 kg.

En ninguno de los pacientes se detectaron anormalidades durante el examen físico excepto por la ausencia del testículo izquierdo en el escroto del paciente Schnauzer y de ambos testículos en el paciente cruzado. Tampoco se palparon las glándulas en el canal inguinal. En ambos casos se confirmó la presencia en el abdomen de los testículos no descendidos mediante ultrasonido (Figura 1).

Los análisis hematológicos y bioquímicos de ambos pacientes estaban dentro de los parámetros normales (hemoleucograma, proteínas totales, creatinina, urea, alanina aminotransferasa [ALT] y fosfatasa alcalina [FA]).

Procedimientos quirúrgicos. Ambos perros tuvieron ayuno de 12 horas, luego de los cuales se premedicaron con acepromacina (0.01 mg/kg intramusculares [IM]), tramadol (2 mg/kg [IM]), dipirona (28 mg/kg intravenoso [IV]) y cefalotina (20 mg/kg [IM]. La medicación descrita se aplicó media hora antes del inicio del procedimiento quirúrgico y de acuerdo a la predilección del médico veterinario anestesiólogo.

La anestesia implicó la inducción mediante el uso de propofol (4 mg/kg [IV]) y se mantuvo con isofluorano en oxígeno después de la intubación traqueal. Ambos pacientes se depilaron desde el xifoides al pubis, se posicionaron en decúbito dorsal y se prepararon asépticamente.

Se realizó una técnica de laparoscopia total, mediante la inserción de tres puertos, previamente descrita por otros autores (5,6). En principio, se creó el neumoperitoneo mediante la insuflación con CO2, utilizando la aguja de Veress insertada subumbilical luego de realizar una incisión de 2 mm en la piel sobre la línea media (Figura 2). La presión mantenida en la cavidad abdominal fue de 10 mmHg en el Schnauzer y 12 mmHg en el perro cruzado.

Figura 1. Ecografía abdominal. En el lado izquierdo de la foto se aprecia la imagen ecográfica del testículo retenido (T) en la cavidad abdominal del paciente 1 (ABDOM). La imagen compara el eje largo del testículo retenido (D2=1.52 cm) vs. el testículo normal (T) en el escroto (ESCROT) al lado derecho de la foto (D1=2.63 cm). La ecogenicidad del testículo retenido se consideró normal.

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El primer puerto se insertó subumbilical en el mismo sitio de la punción con la aguja de Veress, y a través del trocar se introdujo un lente de 5 mm de diámetro, y de 10 mm en el segundo paciente; ambos lentes con ángulos oblicuos de 30°. Se establecieron otros dos puertos en posición paramedial lateral y caudal al primero, siguiendo los principios de triangulación. Una vez que los tres sitios fueron establecidos, ambos animales se posicionaron en Trendelenburg para permitir el movimiento del intestino hacia craneal y facilitar la visualización de los testículos (Figura 3).

Figura 2. Creación del neumoperitoneo. Inserción de la aguja de Veress subumbilical para insuflar el abdomen con CO2 y permitir insertar de forma segura el primer trocar.

Cada testículo retenido se sujetó con pinzas laparoscópicas, y se retrajo hacia posición cráneo-ventral para facilitar su exposición (Figura 4). La pieza de mano del bisturí armónico conectada al generador (UltraCision Harmonic Scalpel Generator 300, Ethicon Endo-surgery, Cincinati, OH, USA) se insertó a través del puerto paramedial derecho y se utilizó para coagular y cortar el gobernáculo, cordón espermático y el pedículo vascular. En el segundo paciente, la posición de la pinza de prensión y el bisturí ultrasónico se revirtieron para repetir el procedimiento en el testículo contrario.

Figura 3. Identificación testicular en abdomen. Visualización del testículo derecho (T) retenido en el paciente cruce Pug y Labrador una vez se posicionó en Trendelenburg. El testículo se encuentra próximo al anillo inguinal. Se aprecia la pared abdominal (PA) y la red de venas y arterias del testículo (V).

Figura 4. Retracción testicular. Elevación cráneo ventral del testículo (T) con pinzas de retracción (P) para facilitar la exposición y el corte posterior con el bisturí armónico. Se aprecia la pared abdominal (PA) y la red vascular (V).

Todos los sitios de corte se inspeccionaron para descartar hemorragia y seguidamente se introdujeron pinzas de Babcock y se sujetaron los testículos, permitiendo extraerlos a través de los orificios creados por las cánulas en el lado izquierdo. En el segundo paciente, se agrandó el sitio de incisión para permitir el paso de ambos testículos.

Una vez retirados los trocares y los testículos del abdomen, se procedió a descomprimir la cavidad abdominal aplicando presión sobre la pared y permitiendo la salida del gas a través de las incisiones. La fascia se suturó utilizando patrones simples separados de poliglactina 910, de calibres 3-0 y 2-0 en el primero y segundo paciente respectivamente. Igual patrón y material se utilizó para el tejido subcutáneo, y las incisiones de la piel se suturaron con patrones simples separados de polipropileno 3-0.

Hernández - Criptorquidectomía laparpscópica en perros


El testículo posicionado normalmente del paciente Schnauzer, se extrajo mediante orquiectomía preescrotal con técnica cerrada, empleando suturas absorbibles de poliglactina 910 calibre 3-0 para ligar el cordón espermático y las túnicas. El tejido subcutáneo se cerró con un patrón continuo de igual material y la piel se afrontó con un patrón subcuticular de polipropileno. No se presentó ninguna complicación intraquirúrgica.

Ambos pacientes se dieron de alta seis horas después de la recuperación anestésica, sin la necesidad del uso adicional de antibióticos. Se prescribieron analgésicos durante 3 días (meloxicam 0.1 mg/kg/24h). No se reportaron complicaciones durante el posoperatorio inmediato. Una semana después de la cirugía, el paciente cruzado desarrolló un seroma en uno de los sitios de incisión (incisión izquierda), el cual al drenarse y ser limpiado, resolvió sin ninguna otra complicación. Las suturas no absorbibles de piel se retiraron diez días después del procedimiento.

DISCUSIÓN

El criptorquidismo es uno de los defectos congénitos más comunes que se aprecian en la práctica clínica de pequeñas especies animales y es la alteración congénita más común de los testículos en los perros (1,2). Se trata de una condición que aparece con mayor frecuencia de forma unilateral y es el testículo derecho el más afectado (7).

La orquiectomía bilateral es el tratamiento de elección en estos pacientes, ya que el criptorquidismo se reconoce como una condición heredada, ligada al sexo autosómica recesiva de rasgo poligénico (1,8). También los testículos retenidos se constituyen en factor de riesgo para el desarrollo de neoplasia testicular (13.6 a 14.3 mayor probabilidad de desarrollar tumores que los testículos escrotales) (3,4), además, los testículos retenidos en el abdomen, presentan un riesgo incrementado de torsión cuando desarrollan neoplasias (9). Existen varias técnicas para realizar orquiectomía en pacientes con los testículos retenidos en el abdomen, entre las cuales se encuentra la laparotomía media ventral o paraprepucial en el tercio caudal de la línea alba (10). Esta última es una técnica sencilla, pero puede representar un reto en caso de no identificar de forma inmediata la localización del testículo, lo que incrementa la manipulación del tejido y es una cirugía que con frecuencia causa dolor e inflamación de la zona paraprepucial. Otra técnica descrita implica el uso de pequeñas incisiones de laparotomía y

la retracción mediante ganchos (esta técnica ya no se recomienda debido a las complicaciones descritas en algunos reportes) (2,11).

También existe la posibilidad de utilizar técnicas de mínima invasión incluidas la criptorquidectomía abdominal laparoscópica total realizada en estos dos casos o la técnica asistida por laparoscopia que se ha descrito en publicaciones previas (2,5,10).

La laparoscopia es una técnica de mínima invasión utilizada para observar las estructuras en la cavidad abdominal y que además permite la realización de múltiples procedimientos como la criptorquidectomía. La técnica involucra la distensión de la cavidad abdominal con gas (neumoperitoneo) y la utilización de laparoscopios rígidos colocados a través de puertos posicionados en la cavidad abdominal que permiten la introducción de instrumentos y lentes (12).

El acceso a la cavidad abdominal para la creación del neumoperitoneo en ambos casos se realizó a través de la inserción ciega al abdomen de la aguja de Veress (técnica cerrada), y posterior insuflación de CO2. Una vez insuflado el abdomen se insertó el trocar de forma segura en el abdomen dado el espacio creado con el CO2.

Para la inserción de la aguja de Veress, durante la criptorquidectomía, el cirujano realizó una incisión subumbilical con bisturí en la piel de unos 2 mm de longitud, el cual se disecó ligeramente para tunelizar a través del tejido subcutáneo. La aguja se posicionó en el sitio y se traccionó la piel alrededor para insertar la aguja. En ocasiones no se logra retraer la pared muscular de forma adecuada debido a la laxitud de la piel de los perros. Otra alternativa que utilizamos es la tracción de la pared mediante pinzas de campo a ambos lados del sitio de incisión, halando la pared muscular.

La aguja se inserta y se percibe el accionar del mecanismo de la aguja una vez se encuentra libre en la cavidad abdominal. Antes de iniciar el flujo de CO2, se asegura que la aguja se mueve suave y libremente. También se irriga una pequeña cantidad de solución salina fisiológica o Hartmann a través de la aguja, esta debe pasar sin dificultad o se deja caer unas gotas sobre la aguja y la presión intraabdominal negativa permite el flujo fácil de las gotas hacia la cavidad. También resulta útil elevar la pared abdominal y la lectura de presión abdominal (con el insuflador ya conectado) debe disminuir.

No se presentó ninguna complicación con la

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utilización de la técnica cerrada con aguja de Veress para la creación del neumoperitoneo. El autor también utiliza con frecuencia el acceso a la cavidad mediante minilaparotomía con posterior inserción del trocar e infusión del CO2 (técnica abierta o técnica de Hasson). Ambas técnicas se encuentran descritas (13) y son seguras si se realizan con la precaución debida. Las complicaciones asociadas a la inserción de los trócares incluye la perforación o laceración de órganos como el bazo, intestino delgado y grueso, la vejiga y grandes vasos (10).

Se tiene la creencia de que la introducción de la aguja de Veress puede causar mayores complicaciones por la posibilidad de ocasionar trauma con la aguja o al insertar el trocar. Estudios que comparan ambos accesos a la cavidad abdominal, han determinado que la entrada por técnica abierta está asociada con una reducción significativa en el número de fallas al ingresar, comparada con el acceso cerrado con aguja de Veress, sin embargo, no hay diferencia en la incidencia de daño vascular o visceral (14).

Otros métodos para acceder a la cavidad abdominal consisten en la introducción de trócares ópticos con o sin previa introducción del gas. También existe la posibilidad de la introducción ciega del primer trocar sin neumoperitoneo (13).

A través del primer puerto creado, se introdujo el instrumento óptico (lente) que permitió la inserción de los otros dos trócares con mínimo riesgo gracias a la asistencia visual. Durante el aprendizaje de la técnica de laparoscopia, es frecuente que los trócares se deslicen a través del espacio subcutáneo y creen espacios muertos que permitan la formación de seromas y enfisema subcutáneo, facilitado además por la laxitud de la piel del perro.

Una vez en la cavidad abdominal resulta evidente que la visualización del los testículos retenidos es muy fácil (comparada con la técnica abierta) y ayudada por la posición Trendelenburg a la que se sometieron ambos pacientes (Figura 3).

Tal como se ha comprobado en hembras caninas al realizar ovariohisterectomía mínimamente invasiva, es casi seguro que en el abordaje al abdomen en machos por laparoscopia para extraer los testículos retenidos, se reduzca el trauma de los tejidos, el dolor posoperatorio y las complicaciones durante la cicatrización, cuando se compara con las técnicas abiertas (5,15–17). De hecho, resultó obvio para los dos casos presentados, que la técnica laparoscópica contribuyó con la reducción del tamaño de la

incisión quirúrgica que suele ser paraprepucial cuando se realiza por laparotomía y que puede ser una herida dolorosa y molesta para los pacientes. También la técnica permitió en estos dos casos, una cirugía y recuperación muy rápidas, dada la facilidad para manipular los testículos retenidos mediante las pinzas laparoscópicas. Los perros no exhibieron signos clínicos significativos de dolor durante el postoperatorio. De cualquier modo, aunque sea probable que haya reducción del dolor comparado con la cirugía abierta, es importante que se realicen estudios que lo comprueben para la criptorquidectomía abdominal.

En seres humanos y animales, la laparoscopia causa malestar en los pacientes (16,18). El origen del dolor post-laparoscopia en humanos se puede clasificar en tres aspectos: visceral, incisión y dolor en el hombro (este último asociado posiblemente a la sobredistensión de las fibras musculares del diafragma) (18). Los trabajos realizados en caninos, demuestran la reducción en el dolor comparado con las técnicas abiertas; sin embargo no se conocen trabajos que identifiquen dolor visceral o de otro tipo asociado al pneumoperitoneo.

No se presentaron complicaciones aparentes asociadas al uso del CO2 para el mantenimiento del neumoperitoneo en los casos presentados. El CO2 no es combustible, permitiendo el uso de electrocauterización y además, su alta solubilidad permite la expiración sencilla a través de los pulmones. Otros gases que se han empleado incluyen aire, óxido nitroso, helio, argón y oxígeno (19).

Otros procedimientos de laparoscopia total o asistidos se encuentran descritos en pequeños animales, entre los que se encuentran cirugía reproductiva en machos y hembras (ovariectomía, ovariohisterectomía, criptorquidectomía) (5,15,20). También otras técnicas como gastropexia, cistotomía, y biopsias de órganos (21–23), y recientemente métodos más avanzados como adrenalectomía, colecistectomía y lobectomía pulmonar por toracoscopia (24–26). Con respecto a la criptorquidectomía laparoscópica, se han descrito varios procedimientos usando 3 puertos (5,10) tal y como se realizó en este caso, o mediante dos puertos (27), y también se han reportado técnicas asistidas (2,5).

Al igual que en cirugía abierta, las técnicas mínimamente invasivas requieren el uso de métodos para control del sangrado. El uso del bisturí ultrasónico como técnica de hemostasia en los casos mencionados, no requirió la utilización de otros métodos adicionales en ninguna de



las dos cirugías, contribuyendo con la rapidez del procedimiento y una manipulación mínima de los tejidos. Entre las ventajas evidentes del uso del bisturí armónico se encuentra que no se requiere de un entrenamiento avanzado ya que se maneja de forma similar al electrobisturí y que puede obviar el uso de ligaduras que retrasan la duración del procedimiento. De hecho, en otros procedimientos de criptorquidectomía abdominal laparoscópica realizados por el autor con la utilización de nudos extracorpóreos, fue notorio el incremento del tiempo quirúrgico. Es definitivo que el método más accesible en costos es el uso de nudos intra o extracorpóreos; sin embargo, requieren mayor entrenamiento y retrasan el tiempo quirúrgico cuando se compara con el uso del dispositivo ultrasónico.

El bisturí ultrasónico empleado es un instrumento quirúrgico que, mediante una pinza, corta y coagula simultáneamente (28). En la interface entre la pinza y el tejido, se incrementa la temperatura y ocurren cavitaciones, y la fricción ultrasónica induce la desnaturalización de las proteínas provocando el corte de los tejidos al mismo tiempo que causa un sellado de los bordes y un cierre vascular de estructuras iguales o menores a 5 mm de diámetro (16).

Otra ventaja del bisturí armónico es que transfiere menos energía a los tejidos que cuando se utilizan dispositivos de alta frecuencia o láser, y por lo tanto hay menos posibilidad de daño térmico o penetración profunda ya que es capaz de mantener el proceso a una temperatura de alrededor de 60°C y no se presentan quemaduras sobre la superficie y los tejidos circundantes (28,29). La desventaja más importante de los dispositivos es su alto costo (30), más aún considerando los bajos precios que se suelen cobrar por los servicios veterinarios en algunos países latinoamericanos. La utilización del dispositivo ultrasónico ya se ha reportado en medicina veterinaria de pequeños animales, especialmente en la realización de técnicas de ovariohisterectomía (16,31).

Otras técnicas de hemostasia están descritas en laparoscopia en seres humanos y animales, entre los cuales se destaca el uso de anudamientos (extracorpóreos e intracorpóreos), aplicación de clips metálicos y diversos instrumentos electroquirúrgicos (incluidos los electrobisturí mono y bipolar), coaguladores a gas argón, bisturíes por radiofrecuencia y por ultrasonido como el empleado en este caso (20,28).

En el caso del paciente cruzado, el perro desarrolló un seroma como complicación posquirúrgica. En medicina veterinaria son pocos los casos o series de casos publicados relacionados con las

complicaciones durante o posterior a cirugía por laparoscopia. Durante el procedimiento, éstas pueden estar asociadas a la anestesia (hipotensión y compromiso cardiovascular), al mantenimiento del neumoperitoneo, desajustes en los equipos, hemorragia excesiva, perforaciones de vísceras y complicaciones respiratorias por émbolos (32). Las complicaciones intraquirúrgicas reportadas varían del 2% hasta el 35% y la mayoría consisten en sangrados menores. Las complicaciones posquirúrgicas pueden incluir hemorragia y anemia, peritonitis, hipotensión, metástasis u otras complicaciones en los sitios de colocación de puertos, tales como enfisema subcutáneo, dehiscencias, hernias e infección de la herida quirúrgica. Los seromas como el presentado en el segundo caso, también se han reportado y representan desde el 3.1% hasta el 5% en dos estudios presentados (31,32) y suelen resolverse con un manejo mínimo. Una vez realizado el drenaje y limpieza, el paciente resolvió sin presentar ninguna complicación adicional.

El desarrollo de seromas puede estar asociado a la disección accidental del tejido que sucede al tratar de insertar el trocar en la cavidad abdominal y se desliza a través del espacio subcutáneo, evento que sucede ocasionalmente especialmente en las primeras fases del entrenamiento en laparoscopia. En este caso no hubo dificultades en la inserción del trocar, sin embargo, el sitio donde se presentó el seroma estaba relacionado con el puerto por el cual se extrajeron los dos testículos retenidos del paciente cruce. Es posible que la manipulación del sitio al extraer las glándulas haya contribuido con la presentación del seroma.

Aunque no se han comparado las diferencias entre criptorquidectomía laparoscópica con la técnica abierta en estudios de investigación, en humanos, varios procedimientos de laparoscopia presentan menos complicaciones al comparar con la técnica abierta, además, de reducir el uso de analgésicos, la hospitalización y favorecer un menor tiempo de licencia posoperatorio.

En la actualidad, las técnicas laparoscópicas no se utilizan de manera extensiva por los veterinarios a nivel global (33,34); sin embargo, su uso ha aumentado y las publicaciones se han acrecentado en años recientes (35). En Colombia, la técnica de cirugía mínimamente invasiva en medicina veterinaria de pequeños animales, no se encuentra desarrollada y el autor sólo conoce una publicación local describiendo una técnica de ovariohisterectomía laparoscópica (31). En equinos también se están realizando procedimientos laparoscópicos en el país,

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tales como criptorquidismos abdominales y correcciones de hernias inguinales (casos no publicados).

Entre las razones para el limitado uso de las técnicas mínimamente invasivas se encuentra el costo y complejidad de los equipos, se requiere entrenamiento especializado y es necesaria la asistencia quirúrgica por otra persona entrenada en instrumentación quirúrgica. También es importante tener unas instalaciones apropiadas, ya que se requiere una logística y un amplio espacio para acomodar y manejar el equipo completo (30). Es posible que exista una falta de interés de los propietarios en invertir un costo mayor de cirugía al comparar con las técnicas tradicionales, pero la técnica comienza a difundirse. Otros procedimientos realizados por

laparoscopia incluyen exploración abdominal, de tórax, y biopsias de órganos entre otros.

En conclusión, las técnicas de cirugía de mínima invasión se constituyen en una alternativa ideal para la realización de procedimientos quirúrgicos en pequeños animales y posiblemente se convertirán en el estándar de realización de una gran variedad de procedimientos quirúrgicos en animales, por el hecho de reducir el trauma a los tejidos, el dolor y algunas de las complicaciones que se presentan en cirugía convencional.

En la realización de criptorquidectomía abdominal en perros, la cirugía de mínima invasión es una excelente alternativa que reduce el dolor postoperatorio y la manipulación de los tejidos y se realiza de forma rápida y segura.

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RESUMEN

Se ha planteado que la hormona de crecimiento (GH) y la Prolactina (PRL) pueden intervenir en procesos infecciosos como inmunomoduladores vía receptores específicos; revelando una conexión entre el sistema inmune y el sistema endocrino en los tejidos, donde actúan como citoquinas a través de diferentes rutas de señalización. Igualmente, la hepcidina (HAMP), hormona producida en los hepatocitos como respuesta al exceso de hierro y a estímulos inflamatorios, es considerada un enlace entre el metabolismo del mineral, la defensa del hospedero y los procesos inflamatorios, debido a su capacidad de privar del hierro a los microorganismos. Se sugiere que en un proceso infeccioso, la síntesis, secreción y regulación de GH ocurre a través de la producción de citoquinas como factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α) e interleuquina-1 beta (IL-1β), las cuales actúan en el hipotálamo, estimulando la liberación ya sea de la hormona liberadora de somatotropina o de somatostatina; por otro lado, se ha reportado que células linfoides, incluyendo linfocitos T y B y células dendríticas, producen GH, PRL biológicamente activa con propiedades inmunoreguladoras. Palabras clave: Hormona de crecimiento animal, prolactina, sistema inmune (Fuente:CAB).

ABSTRACT

It has been proposed that growth hormone (GH) and prolactin (PRL) may act as immunomodulators in infectious processes via specific receptors, revealing a connection between the immune and endocrine systems in the tissues where they act as cytokines through different signaling pathways. Similarly, hepcidin (HAMP), a hormone produced in hepatocytes in response to excess iron and inflammatory stimuli, is considered a link between mineral metabolism, host defense and inflammatory processes because of its ability to deprive microorganisms of iron. It is suggested that in an infectious process, synthesis, and regulation of GH secretion occurs through the production of cytokines such as necrosis factor-alpha (TNF-α) and interleukin-1 beta (IL-1β), which act in the hypothalamus by stimulating the release of either somatostatin or somatotropin hormones; on the other hand, it has been reported that lymphoid cells including T and B lymphocytes and dendritic cells produce GH, and biologically active PRL with immunoregulatory properties.

Key words: Growth hormone, immune system, prolactin (Source:CAB).

Comunicación bidireccional entre el sistema inmune y neuroendocrino a través de la hormona de crecimiento,

prolactina y hepcidina

Bidirectional communication between neuroendocrine and immune systems through growth hormone, prolactin and hepcidin

Cruz Enríquez V,* M.Sc, Paola Paez R, M.Sc, Rómulo Campos G, Ph.D.

Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira. Facultad de Ciencias Agropecuarias, Departamento de Ciencia Animal. Palmira, Colombia. *Correspondencia: [email protected].

Recibido: Marzo de 2011; Aceptado: Septiembre de 2012.

Rev.MVZ Córdoba 18(2):3585-3593, 2013.

REVISIÓN DE LITERATURA


INTRODUCCIÓN

Por más de cuatro décadas, se ha documentado que entre el sistema nervioso central (SNC) y el sistema inmune (SI) ocurren interacciones por medio de rutas bidireccionales, las cuales se basan en la secreción de citoquinas, hormonas, neurotransmisores y neuropéptidos (1,2).

Evidencias soportan la existencia de comunicación bidireccional entre el SI y el eje somatotrófico en varias especies, asimismo, se ha reportado que tanto la hormona de crecimiento (GH) como prolactina (PRL) ejercen efectos benéficos sobre el SI actuando como inmunomoduladores, ya que mejoran la proliferación de linfocitos T (3) y estimulan la liberación de citoquinas y de óxido nítrico por parte de los macrófagos (4). Por otro lado, hepcidina (HAMP), una hormona peptídica producida en el hígado en respuesta a estímulos inflamatorios y exceso de hierro, además de controlar negativamente la absorción de este mineral y la liberación de hierro de los macrófagos, se ha descrito que actúa como péptido antimicrobial (5), por lo que, se considera ser un puente de conexión fundamental entre la inmunidad innata y el metabolismo del hierro (6).

El conocimiento de las rutas de comunicación, así como de los mecanismos, acción biológica y efectos que ejerce el sistema neuroendocrino a través de la GH, PRL y HAMP, puede ser de gran interés, dado que a partir de estos, se podrían formular estrategias que permitan prevenir pérdidas económicas asociadas a enfermedades en animales de interés zootécnico. El objetivo de la presente revisión fue presentar una sinopsis de un tipo de comunicación entre el sistema endocrino y el SI, conocer los efectos biológicos y los mecanismos de acción que ejercen GH, PRL y la HAMP entre sí, y el papel de su interacción en la respuesta inmune.

Comunicación entre los sistemas inmune y neuroendocrino a través de hormonas, neurotransmisores y citoquinas. La existencia de una ruta de comunicación entre varios productos hormonales del sistema endocrino y el SI ha sido documentada en una variedad de especies por más de cuatro décadas.

Desde 1965, investigadores revelaron una conexión entre el SI y el sistema neuroendocrino, por medio de comunicaciones bidireccionales (7). Esta comunicación utiliza un lenguaje bioquímico mediante hormonas, neurotransmisores y citoquinas producidas por los propios sistemas y que pueden actuar como inmunomoduladores y reguladores metabólicos, por una vía común de receptores en ambos sistemas (8).

El sistema nervioso puede afectar al SI a través de dos rutas: el eje neuroendocrino y el sistema nervioso autónomo.

La ruta neural simpática y parasimpática regula la respuesta inmune innata a nivel regional, local y sistémico, a través de mediadores, péptidos neurotransmisores relacionados con el gen de la calcitonina, la somatostatina, la sustancia P y el neuropéptido Y (NPY) (9), los cuales, actúan directamente sobre los receptores ubicados en la membrana de otras neuronas o sobre diversos tipos de células blanco, estimulando la secreción de citoquinas y neuropéptidos; por ejemplo, estimulan la secreción de citoquinas de las diferentes poblaciones de células T ayudadoras (Th), específicamente Th1 y Th2 (10).

De igual forma, varias hormonas y sus receptores han sido identificados en tejidos y células asociados al sistema inmunológico, y se ha demostrado que participan en el desarrollo, diferenciación y regulación de la respuesta inmune durante la activación de linfocitos mediada por la presencia de antígenos, probablemente actuando en forma autocrina/paracrina (8).

Por otro lado, se ha comprobado que los linfocitos son capaces de producir hormonas como GH, PRL, hormona adrenocorticotropa (o corticotropina) (ACTH), hormona estimulante de la tiroides (TSH), factor de crecimiento insulínico (IGF-1), leptina y gonadotropinas (11) e, igualmente, tanto en estudios in vivo como in vitro, se ha reportado la expresión de HAMP en neutrófilos y macrófagos (12), así como en linfocitos de peces y humanos (13).

Además, diversas citoquinas también pueden ser secretadas por células del SNC en varios sitios del cerebro: interferón alfa (IFN-α) e interferón gama (IFN-g), interleuquina-1 (IL-1), interleuquina-2 (IL-2) e interleuquina-6 (IL-6), las cuales se ha demostrado que son producidas principalmente por astrocitos y microglia (14).

Dentro de las principales citoquinas involucradas en la comunicación sistema inmune- sistema nervioso (SI-SN) están: IL-1, TNF-α, IL-2, IL-6, IFN-g, interleuquina-12 (IL-12) e interleuquina-10 (IL-10)(15). La IL-2, una citoquina producida por las células Th, parece ejercer efectos sobre las células neuroendocrinas y las neuronas, estimulando la producción de ACTH por parte de las células de la adenohipófisis. Igualmente, en ratas IL-1 incrementa las concentraciones plasmáticas de ACTH y estimula la liberación de GH, hormona luteinizante (LH) y hormona folículo estimulante (FSH) en las células adenohipofisarias (11) e IL-6, citoquina producida por los macrófagos, induce la

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síntesis de HAMP durante la inflamación a través de la activación de la cascada de transductores de señales y activadores de proteínas de transducción 3 (STAT3)(6).

Así, estos neurotransmisores, neuropéptidos, interleuquinas, quimoquinas, interferones y hormonas interactúan con receptores ubicados en las células de ambos sistemas SNC y SI, permitiendo al SNC detectar alteraciones en la actividad inmune mediante un sistema sensorial molecular; después de la detección, se inicia un cambio en la respuesta inmune en presencia de los estímulos condicionados (10).

Acciones biológicas de la (GH) sobre el sistema inmune. La GH es una hormona proteica que contiene 191 aminoácidos, sintetizada y secretada en la hipófisis anterior, controlada por dos hormonas de acciones antagónicas secretadas por las células neurosecretoras del hipotálamo: la hormona liberadora de la somatotropina, un péptido sintetizado en el núcleo arcuato, el cual estimula la secreción de GH y la somatostatina, producida en el núcleo paraventricular, que se encarga de inhibir la liberación de GH (16).

Otro péptido de importancia en el control de GH es la Ghrelina; péptido de 28 aminoácidos originalmente aislado de estómago de ratas como un ligando endógeno del receptor de secretagogos de la hormona de crecimiento (GHS-R) (17). En ganado, recientemente investigadores han demostrado en experimentaciones in vivo que ghrelina estimula la secreción de GH (18).

La GH está involucrada principalmente en el crecimiento y en el metabolismo. Sin embargo, en mamíferos se ha demostrado que la GH también funciona como un modulador importante del SI. Así por ejemplo, Redelman et al (3), reportan que GH y PRL incrementan el número de timocitos. Sodhi y Tripathi (19), en estudios in vitro donde investigaron el perfil de citoquinas secretadas por macrófagos cuando eran tratados con GH y PRL, reportan que ambas hormonas mejoraron significativamente la producción de citoquinas tales como interleuquina-1β (IL-1β), interleuquina-12p40 (IL-12p40) e IFN-g, además, indujeron la producción de quimoquinas como proteína inflamatoria de macrófagos-1 beta (MIP-1β por sus siglas en inglés macrophage inflammatory protein). Baeza et al (20), en sus estudios en ratas macho encontraron que la terapia con GH mejora las funciones del SI, en otro estudio, Baeza et al (21), utilizando ratas ovariectomizadas y enteras demostraron que la administración de GH, melatonina y estrógenos, estimulan la linfoproliferación en ambos grupos,

además de ser efectivos para estimular los niveles de IL-2 y la actividad de las células asesinas (Naturall Killer NK), Asimismo, recientemente Frare et al (22), en un estudio in vivo utilizando ratas macho infectados con Trypanosoma cruzi, reportaron que animales tratados con GH muestran menor cantidad de tripomastigotes en sangre que ratas no tratadas y que las tratadas con GH tienden a producir altas concentraciones de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), IFN-g y óxido nítrico comparado con las ratas no tratadas, sugiriendo que GH puede ser considerada como una sustancia inmunomoduladora para controlar la replicación de parásitos.

En un proceso infeccioso, la producción y regulación de citoquinas proinflamatorias (principalmente IL-1β, IL-6, IL-12 TNF-α, IFN-g) por las células del sistema inmune innato (macrófagos y monocitos) al sitio de inflamación e infección, induce una reacción de fase aguda caracterizada por fiebre, anorexia, modificaciones metabólicas tales como catabolismo de proteínas, lipólisis y gluconeogénesis, incremento de síntesis de proteínas de fase aguda en el hígado, además de cambios hormonales en los cuales se involucra el eje somatotrófico GH/IGF-1 (13).

El proceso inicia con una serie de reacciones en las cuales el SI trabaja continuamente para inhibir la invasión de los microorganismos y evitar daños en el tejido afectado; por ejemplo, durante una infección por bacterias Gram-negativas, la primera línea de defensa es la respuesta innata, la cual es activada inmediatamente después del contacto. Las células inmunes innatas reconocen a la bacteria por medio de receptores que funcionan como “señalizadores de peligro” como son los receptores Toll (TLRs), que son una familia de receptores que reconocen una diversidad de patrones moleculares asociados a patógenos PAMPS (por sus siglas en inglés Pathogen Associated Molecular Pattern) y son expresados en diferentes tipos de células, incluyendo monocitos, células dendríticas y células NK. Estos TLRs reconocen los lipopolisacáridos de la membrana celular bacterial (LPS) e inician la respuesta inflamatoria con la subsecuente producción de citoquinas proinflamatorias (principalmente, IL-1, TNF-α, IL-6). Este proceso se inicia mediante la unión TLRs-PAMPS, activando la cascada de señalización receptor-Toll/IL-1 (TIR) y secuencialmente la transducción de señales y la traslocación del factor nuclear NF-kB, encargado de la transcripción de genes de citoquinas, quimoquinas, proteínas del complemento y moléculas de adhesión que, participan en la respuesta innata a través del reclutamiento y la activación de células inflamatorias.

Enríquez - Comunicación bidireccional entre sistema inmune y neuroendocrino


Además, del flujo de citoquinas, quimoquinas, proteínas del complemento y moléculas de adhesión, estudios in vivo e in vitro reportan que en una respuesta inmune, los LPS inducen cambios de GH e IGF-1 en animales domésticos. Briard et al (23, 24), afirmaron que, en ovejas, la administración de endotoxinas de Escherichia coli estimula los niveles plasmáticos de GH; sin embargo, con algunas contradicciones entre autores, se ha reportado que los cambios en las concentraciones de GH frente a una respuesta inmune es específica entre especies. Por ejemplo, en humanos, ovejas y cerdos se incrementan las concentraciones de GH con la activación del SI, mientras que en ratas y pájaros se ha reportado su disminución (7). No obstante, Priego et al (25), reportaron que cuando se administran dosis bajas de LPS (10 μg/kg) en ratas, se incrementan las concentraciones de GH plasmáticas, mientras que cuando se aplican dosis altas de LPS (100 μg/kg) las concentraciones plasmáticas de GH disminuyen, indicando que las diferencias observadas fueron debido a la dosis de LPS y no a diferencias entre especies.

A pesar de que estos resultados demostraron que en una respuesta inmune los LPS inducen cambios en el eje somatotrófico (GH/IGF-1), la ruta de comunicación que estimula este efecto era desconocido. Para averiguar esto, Daniel et al. (26), desarrollaron una serie de experimentos para determinar si el desafío intravenoso de TNF-α e IL-1β podría incrementar la GH en ovejas. En sus resultados demostraron que, la aplicación intravenosa de TNF-α e IL-1β induce un rápido incremento en las concentraciones circulantes de GH, el cual ocurre de una forma bifásica por más de 2 horas, sugiriendo que los LPS podrían liberar o aumentar las concentraciones de GH por una acción directa sobre el hipotálamo, posiblemente a través de la regulación de somatostatina o de la hormona liberadora de somatotropina o de ambas. Igualmente, en el mismo año Priego et al (27), reportan que la administración de 100 μg/kg de LPS en ratas incrementan los contenidos de RNAm de somatostatina hipotalámica, respaldando la idea que posiblemente los LPS modifican las concentraciones de GH por medio de la regulación de somatostatina.

Teniendo en cuenta los resultados de Priego et al (25, 27), y de Daniel et al (26), se sugiere que el reconocimiento de LPS por parte de receptores del SI posiblemente activa a las células (macrófagos y monocitos) e induce la producción de citoquinas TNF-α e IL-1β, las cuales actúan a nivel de hipotálamo estimulando la síntesis y secreción de GH; pero altas dosis de LPS puede inducir un incremento en la liberación de somatostatina, con la subsecuente inhibición en la liberación de

GH. Sin embargo, a pesar de estos resultados, es posible que otros mecanismos sean los responsables de los cambios de GH inducido por LPS. Wang et al (28), en una investigación in vivo en ratones, reportaron que LPS inducen insensibilización de GH a través de la proteólisis de su receptor (GHR).

Mecanismos de acción de GH. Se ha planteado que GH puede actuar en los tejidos linfoides como una citoquina, ya que comparte mecanismos con una gran familia de citoquinas y quimoquinas, sugiriendo que, aquellas moléculas poseen mecanismos regulatorios en común. Esta posibilidad de comunicación cruzada entre GH y algunas citoquinas está parcialmente basada en el hecho de que la ruta de señalización JAK-STAT (Janus Kinasa–transductor de señales y activador de factores de transcripción) que se activa por la unión de GH a su receptor GH-GHR, está involucrada en numerosos procesos de señalización utilizado por citoquinas del SI, en los que se incluye IFN-g, interleuquina 13 (IL-13), interleuquina 3 (IL-3), interleuquina 5 (IL-5), IL-6 y IL-12, entre otros (3).

El IFN-g utiliza Janus kinase-1 (JAK-1), Janus Kinase-2 (JAK-2) y activa principalmente la proteína de transducción 1 (STAT-1), quien efectúa la transcripción de múltiples efectores inmunes, genes de proteínas y complejos inflamatorios tales como Complejo principal de Histocompatibilidad (MHC), moléculas proinflamatorias, proteínas del complemento y enzima óxido nítrico sintetasa (29). IL-12 e interleuquina-4 (IL-4) activan las proteínas de transducción 4 y 6 (STAT4 y STAT6), los cuales son esenciales para el desarrollo de poblaciones de linfocitos Th1 y Th2. Los interferones (IFNs) también activan las proteínas de transducción 2 (STAT2), el cual media la respuesta antiviral e IL-2, IL-4 e interleuquina 15 (IL-15) activan las proteínas de transducción 5 (Stat5a y Stat5b) quienes participan en la proliferación de linfocitos.

Al respecto, Tripathi y Sodhi (30) reportaron que la respuesta proinflamatoria de macrófagos inducida por GH está mediada por las rutas de señalización JAK2/PI3K/PKC (Janus quinasa 2/ fosfatidilinositol 3 Cinasa/ Proteína quinasa C), JAK2/JNK (Janus quinasa 2/ C-jun amino terminal quinasa) y JAK/STAT. Además, GH induce y mejora la expresión y fosforilación de factores de transcripción C-Phos, C-Jun, Elk-1 y STAT1, los cuales regulan la expresión génica de citoquinas proinflamatorias.

Acciones biológicas de la PRL sobre el sistema inmune. La PRL es una hormona polipeptídica de una sola cadena, la cual consta

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de 198 aminoácidos con un peso molecular de 23.5 kDa (31). La PRL ejerce efectos sobre la reproducción y la lactancia, pero desde 1930 se ha documentado el papel de esta hormona en la modulación del SI (32).

Se ha reportado que, células linfoideas, incluyendo linfocitos T y B y células dendríticas, producen PRL biológicamente activa. Asimismo, una gran cantidad de literatura de estudios in vivo, in vitro y estudios clínicos indican que la PRL ejerce propiedades inmunoreguladoras a través de su receptor (PRLR). Al igual que GH, la unión de la PRL a su receptor activa la ruta de señalización JAK/STAT, la cual es compartida con otras hormonas neuroendocrinas y citoquinas que hacen parte de la respuesta inmune, sugiriendo la posibilidad de comunicación cruzada entre ellos (33).

La PRL también puede actuar en la proliferación de timocitos, sin embargo, sus mecanismos de acción no han sido completamente dilucidados. Recientemente, Xu et al (33), reportaron que, la PRL secretada por los linfocitos T es un importante inmunoregulador local porque actúa como un factor de crecimiento en la regulación de la proliferación de linfocitos durante la respuesta inmune, ya que mejora la producción de moléculas coestimuladoras (moléculas como CD40, CD28, CD152) y citoquinas, que son esenciales para la activación de linfocitos T, pues en ausencia de PRL y de su receptor, la expresión de moléculas coestimuladoras como CD137, CD154 y citoquinas como IL-2 e IL-4 se redujo.

En la activación de las células T, además del receptor de antígeno de linfocitos T (TCR) y el antígeno, para que la activación y reacción de los linfocitos T (LT) sea óptima, se requiere que LT y la célula presentadora de antígeno (CPA) se unan y se comuniquen entre sí (Figura 1) (34); esta comunicación se hace por medio de moléculas coestimuladoras como CD40 (CD40L o CD154), las cuales son expresadas en los linfocitos T de ayuda entre 4 y 24 horas después de que su TCR ha sido activado por antígeno. Una vez expresado CD154, se une a su contra receptor CD40 que se expresa en CPA y esta unión genera emisión de señales en ambos sentidos, es decir, desde LT hacia CPA y desde CPA hacia LT. La señal que llega a LT lo estimula a expresar CD28 y la que llega a CPA la estimula a expresar CD80, CD86 o ambas; tanto CD28 como CD80 o CD86 se unen para completar la activación del LT. Esta unión estimula al LT a expresar la molécula coestimuladora CD152, también conocida como CTLA-4, y de esta forma, permanecer activados para la óptima producción y proliferación de citoquinas. Asimismo, la unión de CD40 y CD154 también estimula a CPA a producir citoquinas como IL-1, IL-6, IL-8, IL-12 y TNF-α. En ausencia de CD28, los LT no se activan y en ausencia de CD152, los LT sufren activación descontrolada (34); por lo tanto, es evidente que dichas moléculas coestimuladoras son esenciales para la activación correcta de los linfocitos T y la subsecuente reacción inmunológica.

Igualmente, se ha reportado que, la PRL puede apoyar indirectamente la proliferación de timocitos estimulando la síntesis de IL-2 (2)

CÉLULA DENDRÍTICA

CPA

ANTÍGENO

CD80-CD86

CD40

SEÑALIZACIÓN

CD154 CD152

IL-12, IL-18

CD28

TCR

CÉLULA T INACTIVA

Figura 1. Proceso de activación de linfocitos T por medio de moléculas coestimuladoras entre 4 y 24 horas después de que el receptor de antígenos de linfocitos (TCR) ha sido activado por la presencia de antígenos. TLR9 (Receptor toll 9, receptor que reconoce el patrón molecular de virus); CPA (célula presentadora de antígeno); IL-12 (Interleuquina 12); IL-18 (interleuquina 18); CD80, CD86, CD28, CD40, CD154, CD152 (moléculas coestimulatorias que participan en la activación de los linfocitos T).



y subsecuentemente, con la estimulación de IL-2, incrementa las proporciones de timocitos inmaduros CD4 (linfocito T de ayuda) y CD8 (linfocito T citotóxico) (35).

En macrófagos, la PRL regula la síntesis de la sintetasa inducible de óxido nítrico, probablemente por la elevación de los niveles de calcio intracelular (36). Kumar et al (37), reportan que macrófagos tratados in vitro con PRL incrementan la producción de óxido nítrico e IL-1, probablemente vía activación PKC (Proteína quinasa C); asimismo, más recientemente, Tripathi y Sodhi (4) encontraron que, macrófagos tratados in vitro con GH y PRL mejoran la producción de óxido nítrico, sugiriendo un papel inmunomodulador de las dos hormonas.

Boutet et al (38), en un estudio en vacas con mastitis, reportaron que la PRL promueve una respuesta inflamatoria en las células epiteliales mamarias vía activación del factor nuclear NF-κB y aumenta significativamente la expresión de RNAm de citoquinas IL-6, IL-8, el factor estimulante de colonias de granulocitos y monocitos (GMCSF por sus siglas en inglés Granulocyte Macrophage Colony-Stimulating Factor) y TNF-α. Además, se ha demostrado que, la PRL participa en la regulación de la secreción de la inmunoglobulina A (IgA) en la leche, inhibiendo la colonización de bacterias patógenas (39).

Papel de HAMP en el sistema inmune. La HAMP es una hormona peptídica producida en los hepatocitos como respuesta al exceso de hierro (principal mecanismo redox intramitocondrial) y a estímulos inflamatorios. La HAMP disminuye la liberación de hierro por parte de la célula, por lo que es considerada un regulador negativo de la absorción de hierro en el intestino delgado y de su liberación por parte de los macrófagos. Ejerce su efecto bloqueante en el transporte de hierro en múltiples sitios y actúa como péptido antimicrobial (40). Esta hormona fue aislada en el año 2000 por Krause et al (41), a partir de plasma humano ultrafiltrado y fue descrita como LEAP-1 (liver-expresed antimicrobial peptide 1). Posteriormente, Park et al (42), aislaron este péptido a partir de la orina humana y comprobaron sus propiedades antimicrobianas. El nombre HAMP, proviene de los términos en inglés hepatic bactericidal proteines (hep) y de las propiedades antifúngicas y antibacterianas in vitro (cidin). Actualmente, se le conoce como HAMP (hepcidin antimicrobial peptide) (43).

La HAMP a la cual se le reconoce actividad es un péptido catiónico con 25 aminoácidos y 4 puentes disulfuro que unen los 8 residuos de cisteína (44), confiriéndole una carga total positiva y una

tendencia a presentar estructuras secundarias anfipáticas, propiedad que permite a los péptidos antimicrobianos penetrar membranas de los microorganismos invasores (5).

Se han encontrado mecanismos homeostáticos para el hierro mediante la modulación de la expresión de la HAMP hepática, proporcionando al organismo resistencia a la infección (45). Experimentos realizados en ratones demuestran que los macrófagos, además, de los hepatocitos, expresan también HAMP en la estimulación de la activación de toll-like receptor 4 (TLR4) con LPS, generando efectos sistémicos o localizados en el sitio de la inflamación o de la invasión bacteriana (46).

La conexión entre HAMP y el metabolismo del hierro fue descrita por Nicolas et al (47), quienes trabajaron en el metabolismo de la glucosa relacionado con la transcripción del factor USF2, por sus siglas en inglés (upstream stimulatory factor 2) en ratones. La sobrecarga de hierro observada en estos ratones, se atribuye a la falta de HAMP y no a la deficiencia de USF2. En otro experimento, se concluyó que, la sobreproducción de HAMP da lugar a anemia severa en ratones, causada por la reducción de la absorción del hierro (48).

En el caso de enfermedades infecciosas, la mayoría de los patógenos altamente adaptados han desarrollado la capacidad de despojar al hospedero del hierro de proteínas tales como hemoglobina, transferrina y lactoferrina involucradas en el metabolismo del hierro (49).

En experimentos, la aplicación de endotoxinas en animales genera inflamación, estimulando la producción de HAMP que priva a los microorganismos invasores del hierro, mediante la inhibición de su absorción en el intestino y de su liberación por parte de los macrófagos (50). Un estudio in vitro en macrófagos de ratones reportó que la HAMP inhibe el crecimiento de Mycobacterium tuberculosis y, además, causa daño estructural a la micobacteria (51).

Por tanto, la HAMP no sólo es una hormona reguladora de hierro, es también un enlace importante entre el metabolismo del hierro, la defensa del hospedero y los procesos inflamatorios. La citoquina IL-6 es el inductor de la síntesis de esta hormona durante la inflamación (52). Esta interleuquina, induce la activación de la señalización de STAT3, que se une a la región promotora de la HAMP para activar su transcripción (6).Experimentos realizados en ratones han demostrado que, IL-6, IL-1α y la IL-1β estimulan la transcripción de HAMP; IL-10 tiene un efecto poco

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estimulante en la transcripción y el IFN-β inhibe la transcripción de HAMP. IL-1 tiene la capacidad de aumentar la síntesis de óxido nítrico. Éste puede modular la homeostasis del hierro mediante el aumento de unión del hierro por medio de la proteína reguladora 1(IRP1) a su elemento de respuesta (IRE) y mediante la aceleración de la degradación de la proteína reguladora 2 (IRP2), impidiendo su unión a sus objetivos de IRE. Por lo tanto, parecía posible que el óxido nítrico pudiera servir como mediador en la transcripción de HAMP en situaciones de sobrecarga de hierro, en especial en las vías inflamatorias. Se ha sugerido que, IL-1 no posee efecto estimulante sobre la transcripción de HAMP, pero se ha demostrado en ratones que con IL-6 deficiente se mantiene la capacidad de responder a desafíos de endotoxina. Otros estudios concluyen que, es posible que la estimulación de la HAMP por la IL-1 juegue un papel importante en la anemia inflamatoria (51).

En conclusión, de acuerdo con las investigaciones que se han realizado hasta este momento, es evidente el papel que desempeña GH, PRL y HAMP en la interacción y comunicación bidireccional entre el SI y endocrino. Las 3 hormonas pueden actuar a través de diferentes rutas de señalización, desempeñando papeles ya sea como inmunomoduladores, reguladores metabólicos o péptidos antimicrobianos.

Como nuevas perspectivas, existen grandes avances en investigación sobre la interacción entre

el SI y el sistema neuroendocrino. Cada vez hay mayor claridad en los efectos y los mecanismos por los cuales interactúan los dos sistemas; sin embargo, los procesos de regulación y mecanismos intracelulares aún están parcialmente conocidos. Se ha demostrado que, tanto el sistema neuroendocrino como el SI, interactúan a través de hormonas, neurotransmisores y citoquinas y dentro de estas investigaciones se reporta que GH y PRL mejoran la timopoyesis y el desarrollo de las células T. Por lo tanto, se podría visualizar a estas hormonas como posibles terapéuticos para ser utilizados en casos de inmunodeficiencia.

Conjuntamente, la HAMP también podría representar otra posibilidad terapéutica en casos infecciosos, ya que, ha sido descrita como un péptido antimicrobiano por su tendencia a presentar estructuras anfipáticas secundarias, capacidad que le permite penetrar membranas de microorganismos invasores, además de, privarlos de la captación de hierro.

Por otra parte, después del descubrimiento de la HAMP, gran cantidad de investigaciones apuntan a que esta hormona y sus reguladores, pueden ser utilizados para el diagnóstico y clasificación de desórdenes del metabolismo del hierro, aparte de poseer un considerable potencial terapéutico para el tratamiento, ya sea de excesos de hierro, anemia o de inflamación. Sin embargo, la regulación y mecanismos intracelulares de su secreción y su importancia biológica, necesitan de mayor investigación.

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